迫切需要开发具有宽检测范围的高度可拉伸的自供电电子皮肤,但这仍然是一个巨大的挑战。
于此,同济大学祖国庆、张增海等研究人员通过组装多孔聚氨酯/聚吡咯电极、聚丙烯酸/聚丙烯酰胺离子凝胶电解质和多孔聚氨酯/MXene电极,开发了前所未有的高拉伸性、宽范围响应、超级电容器型、一体式和自供电电子皮肤。
电极的折叠多孔结构显著提高了可拉伸性,而该装置的模量梯度多层结构有效地拓宽了压力检测范围。电子皮肤结合了自供电动态/静态压力传感、超宽检测范围(20 Pa–3.5 MPa)、高达387%的超高拉伸性、优异的压缩稳定性(195 kPa下5000次循环)和良好的拉伸稳定性(200%拉伸应变下500次循环)。
它们能够监测人体运动、生理信号和摩托车轮胎的高压,以及机器人抓取器的触觉感知。此外,它们可以应用于高度可拉伸的热管理和电磁屏蔽设备。这项工作为开发高度可拉伸、宽范围响应和多功能自供电的可穿戴电子设备和传感器提供了一种新策略。
参考文献:
X. Zhang, S. Wang, X. Liang, M. Liu, Z. Zhang, G. Zu, Highly Stretchable Supercapacitor-Type Multifunctional Self-Powered Porous Electronic Skins. Adv. Funct. Mater. 2024, 2415640.
https://doi.org/10.1002/adfm.202415640