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开发基于gsem的灵敏仿生气流传感器
来源:中国科学院 发表于 2023/8/23

中国科学院宁波材料技术与工程研究所(nimte)的陈涛教授团队开发了一种由可逆微弹簧效应介导的生物启发薄膜实现的灵活自适应气流传感器。该研究发表在advanced functional materials上。


基于机械变形机制的气流传感器因其优异的柔韧性和灵敏度而受到越来越多的关注。然而,通过简单和可控的方法制造高灵敏度和自适应气流传感器仍然是一个挑战。


受蝙蝠翅膀膜具有独特气流传感能力的启发,nimte的研究人员制备了石墨烯/单壁纳米管(swnts)-ecoflex膜(gsem),可以任意转移并随后适应各种平坦/弯曲和光滑/粗糙的表面。


凭借可逆的微弹簧效应,研究人员开发了一种高度灵敏且自适应的基于gsem的气流传感器。


当施加气流时,层间swnts的微尺度变形导致接触电阻的显着变化,使所开发的基于gsem的气流传感器具有超低气流速度检测极限(0.0176 m s-1)、快速响应时间(~1.04 s)和恢复时间(~1.28 s)等优异性能。


作为概念验证,可以使用基于gsem的气流传感器来实现非接触式操作。通过阈值控制,将其应用于智能窗口系统,成功实现智能开关行为。


此外,研究人员设计了一系列气流传感器,以区分所施加的气流刺激的大小和空间分布。基于gsem的气流传感器集成到无线车辆模型系统中,可以灵敏地捕获流速信息,以实现运动方向的实时操纵。


这种基于微弹簧效应的气流传感系统在可穿戴电子和非接触式智能操纵领域显示出巨大的潜力。


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