一块不起眼的海绵,加上一点更不起眼的碳黑,就能够造出超活络的压力测验器。近来,来自四川大学高分子研讨所卢灿辉与张新星研讨团队就创造出了这样的用于压力活络检测的复合资料。 一块不起眼的海绵,加上一点更不起眼的碳黑,就能够造出超活络的压力检测器。近来,来自四川大学高分子研讨所卢灿辉与张新星研讨团队就创造出了这样的用于压力活络检测的复合资料。 柔性高活络压力检测设备在许多范畴都有着重要的运用,如机器人规划、电子皮肤、医用器械等。压电资料是这样的范畴的一大“法宝”,可是它在检测低值压力方面往往绰绰有余。近些年来,尽管学界通过微纳拼装资料的规划能处理上述难题,但本钱居高不下。卢灿辉与张新星研讨团队的最新研讨成果,在保留了压力传感资料的优异功能外,极大地降低了其制造本钱。 他们的计划是运用一般聚氨酯海绵和碳黑,使用特别的层层拼装技能,研讨者能够将多层带相反电荷的碳黑颗粒较均匀地涂覆在海绵的骨架之上。之所以使用了碳黑,是为了让海绵取得导电性质。这种方法制造的资料本钱为5分/cm3。 那么,这样一种海绵为什么能够检测压力呢?本来,海绵在遭到压力后,其骨架上的碳黑涂层会遭到破坏,发生一些细小的缝隙,这些缝隙会形成微观上的导电功能的下降,因而只需监测海绵的导电性,就能够检测压力的改变。 (图c&d:紧缩后海绵骨架上能够观察到的细小裂缝。图g&h:无压力和施加压力状态下的海绵骨架。图i:先后通过细小形变与巨大形变的海绵骨架示意图。) 值得一提的是,假如形变持续添加,海绵骨架之间就会互相触摸,因而微观导电功能反而会上升。因而,压力与导电功能的联系体现为上述两种影响方法的协同作用。也正是由于这两种联系的存在,资料关于细小形变与巨大形变都能够监测。此外,资料有着很好的耐用性,通过多达5000次的循环形变后,首要目标仍旧能够保持。一起具有超快的呼应速度( (图i:将资料构成电路,能够检测出吹气带来的压力改变。不同力度的吹气发生的呼应电流有着显着的不同,标明这样一种资料具有十分高的活络度。图j:在资料上放置一粒大米带来的压力也能被检测出来。) 以上说明晰这样一种资料在监测细小形变上的运用。在巨大形变上的监测体现上也相同适用。 (在手指处或许肘部张贴这样一种资料并构建电路,曲折手指或许肘部均能够检测到电流的巨大改变。)