基于棉纤维负载银纳米线的柔性电子皮肤

【作者】 魏勇； 陈松； 袁雪； 刘岚；

【机构】 华南理工大学材料科学与工程学院；

【摘要】 柔性电子皮肤是一种能感知外界压力、温度的电子传感材料。触觉的高灵敏性是电子皮肤最基本,也是最重要的性能指标,因此近些年来国内外对柔性电子皮肤的力敏性的研究显得十分重视。本研究采用价格低廉的棉纤维(CF)为原材料,在CF表面均匀负载一层银纳米线(AgNWs),制得导电棉纤维(CF-AgNWs)。AgNWs与CF之间存在氢键的相互作用。将CF-AgNWs与硅橡胶(PDMS)复合制备了压阻式柔性电子皮肤,并对其灵敏度、检测极限、响应时间与使用稳定性等进行了研究。研究表明,本研究制备的电子皮肤对外界压力具有较高的灵敏度(0.1k Pa-1),快速的响应时间(<40 ms),极低的检测极限(<30Pa)以及优异的使用稳定性(以5 kPa压力反复压缩3000次电性能与传感性能保持不变)。此外,本论文使用的原材料来源广泛、价格便宜,材料制备工艺简单、高效,可以实现电子皮肤的大规模工业化生产。本研究制备的基于CF负载AgNWs的柔性电子皮肤有望在智能机器人系统以及机体诊疗与复原等领域得以应用。更多还原