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快速全色变化的交互式电子纤维传感器件



时间:2020-10-22 作者: 点击:[]

近年来,人们对电子产品日益多样化、复杂化的需求推动了可穿戴、可拉伸电子学的快速发展。这些可拉伸电子学器件能将外部刺激转换为可测的电学信号(电容、电阻、电流等),在人类活动管理、健康监测、电子皮肤等诸多领域具有重要价值然而,这些电学信号无法被人眼直接捕获,使得使用者和设备之间难以快速、直观地互动、可视化智能交互

 

受自然生物的体色如变色龙皮肤、章鱼皮肤等能够快速变化的启发,精细化工国家重点实验室张淑芬教授团队牛文斌副教授提出设计了一种机致变色光子晶体微管与压阻电子纤维巧妙耦合的多鞘层结构,进而构建了具有高延展性和快速全色变化的交互式电子纤维传感器件。通过重构导电路径和调节光子晶格间距,它具有同时感知和可视化其变形的独特能力。特别是,它表现出在整个可见区域(从红色到蓝色)动态的颜色变化能力,快速的光/电响应(80 ms),和大工作范围(0-200%)。它作为交互式传感器件可以动态地监测人体大关节运动和肌肉的微小振动,实现了用户和设备之间的可视化智能交互。本研究为新兴的交互式柔性器件提供了一个通用的平台,在可穿戴电子设备、人机交互和智能机器人等领域有广阔的应用前景。研究成果以“Interactively Full-Color Changeable Electronic Fiber Sensor with High Stretchability and Rapid Response”为题发表在材料领域学术期刊Advanced Functional Materials2020, 30, 2000356。该工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费的大力支持。

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