我校在自供电柔性凝胶离子皮肤研究方向取得新突破

发布时间:2022-06-19文章来源:纺织科学与工程学院 王闻宇浏览次数:10

随着人工智能的快速发展,高性能、多功能的柔性传感器已经成为人机交互、精准医疗和运动监测的重要组成部分。离子凝胶由于其高柔性、弹性和离子触觉等特点使其在高性能离子皮肤应用方面得到广泛研究。然而,供电系统及传感系统的集成化问题依然是智能可穿戴设备急需解决的问题。



最近,我校纺织科学与工程学院王闻宇教授团队利用压电聚合物聚丙烯腈,设计出具有自供电功能的高敏感、高柔性、高粘性离子皮肤,成功摆脱了离子皮肤信号反馈能源依赖问题,相关研究以“Self-powered and high sensitivity ionic skins by using versatile organogel”为题发表在《Nano Energy》上。



该团队研发的凝胶除了具有良好的可拉伸性、抗冻性(-20℃)、高粘附性和导电性等特点外,还具有表面分层的微结构,由此制备的离子皮肤在0-11 kPa的压力下,灵敏度可达6.64 kPa-1。而且,由于凝胶内高离子浓度的引入以及交联点的设计,可使离子皮肤具有良好的压力响应性和循环稳定性。在离子及偶极矩的协同作用下,离子皮肤可通过压力形变产生1700 μA的电流和70 mV的电压输出,电压的输出虽然相对较小,但足以满足传感器自身用电需要。该离子皮肤可脱离电源,对人体的生理及运动信号进行实时监测和反馈,具有广泛的应用前景。该工作得到了天津市自然科学基金重点项目(20JCZDJC00350)的支持。

(审稿:纺织科学与工程学院 刘雍 巩继贤 编辑:宣传部 李焕峰)

图片来源:纺织科学与工程学院


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