具有触觉感知特性的电子皮肤(E-skin)在疾病诊断和健康评价方面具有巨大的潜力,但超柔度和高灵敏度并不能完美兼具,因此限制了电子皮肤的广泛应用。近日,中北大学丑修建等研究人员,报道了一种以超柔性微锥聚二甲基硅氧烷(mf-PDMS)阵列薄膜和铜电极为基本摩擦单元的接触式分离摩擦电纳米发生器(CS-TENG),该摩擦电纳米发生器能够很好地实现自供电的微弱生理信号监测。CS-TENG采用弹性mf-PDMS作为主体和摩擦层,实现与不规则人体皮肤的超柔性、保形接触。通过对微机电系统(MEMS)制备工艺的探索,制备了一种均匀可控的mf阵列结构,利用了法向应力和剪切应力,从而增加了摩擦,提高了器件的灵敏度。CS-TENG显示高灵敏度(5.67 V/105Pa)、良好线性(R2=0.99电压)、高稳定性(超过80000个周期)和快速响应时间(60 ms)。CS-TENG具有这些突出的特点,可以在各种生理条件下感知腕部脉搏的细微变化,也可以很容易地排列成1×3的阵列,模拟中医三指脉诊。本工作为制备超柔软、高灵敏度TENG的电子皮肤提供了一种新的途径,并展示了其潜在的应用前景。
Junbin Yu, Xiaojuan Hou, Jian He, et al. Ultra-flexible and High-Sensitive Triboelectric Nanogenerator as Electronic Skin for Self-Powered Human Physiological Signal Monitoring. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104437
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519311541