柔性应变传感器在电子皮肤、柔性机器人、假肢等关键和新兴领域有着不可替代的作用。虽然人们已经做了很多努力来提高传感器的灵敏度,以满足特定的应用场景,但信噪比(SNR)是一个极其关键和不可忽视的指标,它考虑到了更高的灵敏度,这意味着它们也可以检测到高灵敏度的噪声信号。无独有偶,对振动感受器超灵敏的蝎子也面临着这样的困境。
基于此,吉林大学韩志武教授,牛士超教授报道了蝎子巧妙地利用了狭缝传感器前面的粘弹性材料,实现了信号的有效预处理。研究人员揭示了蝎子在嘈杂环境中识别生物相关信号的潜在机制。其机理是材料的损耗因子随频率变化,影响能量的存储和传输。
文章要点
1)受这一巧妙策略的启发,采用两步模板转移法设计了一种对低应变率不敏感的生物传感器。结果,在相同应变(0.3197%)、不同应变率(0.1 Hz和∼20 Hz)下,其电阻相对变化率达到110%。非接触振动实验也显示出对低频振动和高频冲击的不同响应。
2)此外,它还可用作典型的挠性应变传感器。在拉伸状态下,当应变为0.6%时,其应变灵敏度因数(GF)高达4596,响应时间为140 ms。因此,这种应变传感器有望应用在许多重要的超精密测量领域,特别是在被测信号较小的情况下。
参考文献
Dakai Wang, et al, A Selective-Response Bioinspired Strain Sensor Using Viscoelastic Material as Middle Layer, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c06843
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06843