人造电子皮肤可识别表面纹理并响应压力,温度和声音
欢迎来到iCover博客页面!韩国东亚大学釜山学院的一组教授Hong San Lee提出了他们对未来电子外观的看法。电子皮肤或电子皮肤-只是人造皮革的一种,将来人类和机器人都可以使用。 Hon教授提出的选择有多大前景,他提出的人造电动皮肤版本与较早提出的替代解决方案之间的根本区别是什么?李洪三教授的实验室今天从事的主要领域之一是聚合物纳米材料。在其壁内获得的纳米复合材料-透明导电膜,铁电(铁电)膜,气密膜在不久的将来已经可以在各个领域中使用,尤其是作为有机LED显示器或手机显示器结构的一部分,用于假肢和机器人领域。人造革
与其他替代品不同,由一组韩国科学家提出的人造皮革E-skin是由铁电材料制成,该材料可响应外部刺激(例如压力,温度,声音)而发电。科学家使用最终产品的结构(可感测温度和压力的薄膜)开发出由聚偏二氟乙烯(PVDF / PVDF)和还原的氧化石墨烯制成的铁电纳米复合材料,即使经过一个加工周期(由合金形成或由溶液浇铸而成),该复合材料仍能保持铁电性能。 “戏弄。”由于铁电性的缘故,从这种复合材料中“感受到”薄膜压力和温度的能力正是获得的。微压花后的两层这种膜使得可以获得浮雕结构,该浮雕结构具有显着改善的对外部影响的敏感性的特性。带肋的表面(如我们的手掌或手指上的图案)使皮肤具有多功能性,从而表现出能够感受到动,静态压力和温度影响的能力。洪教授说,由一组韩国科学家创造的人造电子皮肤的灵敏度是如此之高,以至于即使躺在上面的一根头发和周围的声音也能被感觉到。铁电是如何产生的
在机械作用期间,铁电纳米复合材料中的电荷可以极性相累积。有人提出通过在结构中引入PVDF,在还原的氧化石墨烯和聚偏二氟乙烯的基础上,在纳米复合材料中形成极性相。所产生的电压的大小与所产生的电荷与电容之比成正比。模仿指纹后,科学家将人类皮肤的表皮和真皮结构联系在一起。在这种情况下,内蒙皮层包括记录固定压力的机械接收器,其余部分固定压力和振动的变化。由于微压纹的减轻,两层铁电薄膜获得了对声音和纹理的更高灵敏度。当外层和内层的接触面积由于施加的静压力或动压力的变化而变化时,电子皮肤的电阻也会变化。由于类似于刺激极性相中电荷累积的机理,产生了响应温度变化的能力。复合材料的热力学变化会导致氧化石墨烯(rGO)还原层之间的接触电阻发生变化,从而可以检测温度变化。洪教授说:“因此,我们的电子皮肤是多功能的,就像人的手指尖一样,它可以同时感测静态和动态的压力,温度和纹理。”在这个方向上的开发已经进行了一年多,并且已经取得了某些成果。但恰恰是在多功能性上,韩国科学家创造的电子人造革与目前为止科学界提出的选择以及提供一个或最多两个关键特征水平的灵敏度之间的根本差异包括动压力,静压力和温度。Hon实验室的发展使我们不仅能够提供人体皮肤的所有三个灵敏度参数,而且还能够响应声波振动并识别表面纹理特征。电子皮肤如何“听起来”
一切都很简单。声音不过是随时间变化的气压。电子皮肤电子皮肤的灵敏度大大超过了常规麦克风的灵敏度,足以感知此类振动的变化,从而揭示出频率响应定律并产生相应的电流。在Hon教授的实验室中创建的纳米复合材料,由于还原后的氧化石墨烯在PVDF中的分布而降低了电阻,并且压阻(压电半导体)传感器也可用作铁电传感器。该材料是热塑性的。使用从熔体模制或从溶液膜浇铸的技术,可以迫使其采用和重复任何形状(例如,微模型结构),而不会影响铁电和压阻特性。因此,有可能在铁电膜上产生耦合的微结构,从而增强对动态和静态热机械信号的压阻,压电和热电敏感性。 Hon教授说,在另一些实验中,研究人员使用了无源石墨烯泡沫,场效应晶体管和极化陶瓷聚合物,对压力和温度敏感的人造皮革样品被用于制造人造皮革,但这毫无疑问。在保持铁电特性的同时复制微浮雕。拟人化机器人,假肢,具有监视人类健康功能的移动设备的创建,物联网等领域对于使用具有类似特性的电子皮肤非常有前途。同时,根据应用情况,可以将重点转移到所需特性的普遍性上。例如,机器人技术中使用的E皮肤必须具有更大的抵抗显着压降的能力,而又不失灵敏性;而当用于假肢时,则需要具有额外的接口来将信号传输到大脑。
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