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華中科技大學在柔性電子皮膚器件領域取得重要進展

華中科技大學在柔性電子皮膚器件領域取得重要進展

【摘要】:
近日,柔性電子領域國際著名期刊《Advanced Functional Materials》(影響因子15.621)在線刊發了機械學院柔性電子團隊在機器人電子皮膚領域的研究成果,題為“Bioinspired Triboelectric Nanogenerators as Self-Powered Electronic Skin for Robotic Tactile Sensing(仿生摩擦納米發電機作為機器人觸覺傳感的自供電電子皮膚)”。機械學院2016級碩士生姚果為本文第一作者,吳豪研究員為通訊作者,中科院北京納米能源與系統研究所王中林院士為共同通訊作者。
近年來,電子皮膚因在機器人、人機交互和醫療健康領域的巨大應用潛力而備受關注,針對現階段大多數電子皮膚類傳感器受能源限制問題,吳豪研究團隊將摩擦納米發電機和仿生結構結合起來,制備了能自供電的仿生電子皮膚,并展示了其在機器人觸覺傳感方面的應用。團隊通過對天然植物表面微納形貌的復制,在摩擦層上形成互鎖的微觀結構,以增強摩擦電效應;制備聚合物材料的微毛結構提高電負性,使得壓力測量的靈敏度提高了約14倍;通過對機械手與人握手時的握手壓力和手指彎曲角度的表征,驗證了仿生電子皮膚傳感器的觸覺感知能力。此傳感器還可用于觸覺對象識別,以測量表面粗糙度和識別硬度。該傳感器制作簡單,在機器人靈巧操作、假肢、人機交互界面等領域具有廣闊的應用前景。

柔性電子團隊近年來圍繞柔性電子制造工藝與裝備、柔性電子器件及其應用等領域取得了一大批高水平研究成果。吳豪自2016年6月回校工作以來從事柔性電子器件及其在機器人、人機交互、人體健康監測等領域的研究工作,作為通訊作者或第一作者發表論文十余篇,其中11篇發表在中科院一區TOP類期刊,7篇發表在影響因子>10的國際權威期刊,1篇入選ESI高被引論文。研究團隊開發了基于多種傳感原理的多模態機器人電子皮膚(Nano Energy, 2019 (62), 164.),利用摩擦發電原理實現了多種柔性可穿戴傳感器件(Nano Energy, 2019 (62), 197;Advanced Materials. 2016, 28, 9881.),開發了應用于人機共融交互的表皮生理電極(ACSApplied Materials & Interfaces , 2019,11, 8567;National Science Review, 2018, 5(11), 799.),實現了應用于機器人抓取的超高壓靜電吸附器件(ACS Nano, 2018, 12(10), 10262.)等等。團隊與美國加州理工學院、復旦大學、中科院北京納米能源與系統研究所等相關領域高水平研究團隊開展合作,相關工作也得到了科技部“智能機器人”重點研發計劃(2018YFB1304700)、國家自然科學基金委重點國際合作項目及“共融機器人”重大研究計劃(91648115, 51820105008)等項目的支持。(華中科技大學新聞網)

https://new.qq.com/omn/20191212/20191212A07RFK00.html?

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