柔性物理或化学传感器10大最新研究成果

　　4. Advanced Materials：可拉伸摩擦电-光智能皮肤用于触觉和手势传感

　　智能皮肤作为仿生机器人与外部环境之间的媒介，需要具备可拉伸性和触觉传感特性，以及测量多种外部机械刺激的能力。近年来，已有多种基于压力传感器的智能皮肤被开发应用于触觉传感，但由于缺少可拉伸性和横向拉伸传感的特性，大大限制了这些人造智能皮肤的功能和应用。此外，一些动物皮肤可以通过改变颜色和发光强度进行交流和伪装，所以具备可调节的光学特性对于智能皮肤也具有重要的意义。中科院北京纳米能源与系统研究所张弛研究员和王中林院士领导的科研团队研发了一种可拉伸的摩擦电-光智能皮肤(STPS)，它能为机械手提供多维度的触觉和手势传感。STPS基于仿生皮肤褶皱的光栅结构薄膜，可以在不同的横向拉伸应变下表现出可调的聚集诱导发光(AIE)。同时，也可以作为摩擦纳米发电机(TENG)，将开路电压用于纵向压力传感，并且在不同的拉伸条件下压力传感特性保持稳定。通过将STPS集成在机械手上作为共形的覆盖层，STPS表现出了多维度的触觉传感和手势翻译特性。这种耦合了摩擦电与光激发的多功能传感终端，将在人机交互、软体机器人和人工智能等领域有着广泛的应用前景。

　　5. Adv. Funct. Mater.：一种监测人体运动的自吸能触觉电子皮肤

　　皮肤作为人体最大的器官，在人体和外界环境的相互作用过程中扮演了重要角色。随着健康监测和人机交互的需求增加，高灵敏、多功能人造皮肤模拟人体皮肤的传感性能吸引了全世界的兴趣。到目前为止，已经发展了压阻、压电、摩擦和电容型电子皮肤。其中，由于压阻型传感器制备简单、高灵敏和低成本优点，有望成为最有前景的电子皮肤。最近，为了模拟人类皮肤的功能，更多工作致力于发展多功能压阻型电子皮肤。到目前为止，这些工作都是关注皮肤的传感特性，而忽视了皮肤其它的功能。尤其，复杂结构的皮肤具有抵抗外部伤害，保护人体的功能。这里，研究人员将银纳米线植入PET和复合聚合物之间，制备了一种具有多种传感特性和防护功能的电子皮肤。中国科学技术大学宣守虎副教授和长安大学尹冠生教授(共同通讯作者)研究小组通过组装Ag纳米线、聚酯(PET)膜和SST/PDMS基体构建了具有吸能防护和多功能传感特性的电子皮肤。这种具有高阻尼的电子皮肤可以抵消720 到 400 N的冲击力，并且也可以探测人体运动。

　　6. Adv. Mater.： 拉胀机械超材料用于增强拉伸应变传感器的灵敏度

　　可拉伸的应变传感器，在可穿戴器件、软性机器人、电子皮肤、物联网中起着关键作用。然而，这些应用常常要求在各种各样应变下能够探测到细微的应变，低灵敏度限制了其进一步发展。 这主要是由于传统应变传感器的泊松效应，即拉伸弹性体基底沿着纵向方向拉伸，而在横向方向上压缩。在可拉伸的应变传感器中，拉伸分离了活性材料并有助于灵敏度，而泊松压缩则将活性材料挤压在一起，从而在本质上限制了灵敏度。因此，调节和减少拉伸下的传统横向泊松压缩是增强应变传感器灵敏度的关键问题。近日，南洋理工大学的陈晓东教授和A*Star的刘壮健发表了题为“Auxetic Mechanical Metamaterials to Enhance Sensitivity of Stretchable Strain Sensors”的文章，文中作者利用拉胀机械超材料负的结构泊松比，可在两个方向2D拉伸的特性，将其嵌入可拉伸的应变传感器，从而显著提高了应变传感器的灵敏度。相比于传统的传感器，灵敏度提高了24倍。