河南大学程纲团队Nano Energy：具有超低压力检测限的自驱动摩擦电触觉传感器

引言

自驱动触觉和压力传感器件是新型智能电子设备的关键组成部分，它能够实现无需外部电源即能准确感知各种外部物理刺激。随着在检测健康状况和运动表现等方面的潜在应用，自驱动触觉传感器引起了人们的广泛关注。然而，制造具有可拉伸性、灵活性和低压力检测限的自驱动触觉传感器来检测细微压力仍然是一个挑战。

成果简介

近日，河南大学特种功能材料教育部重点实验室程纲教授报道了一种具有超低压力检测限的自驱动摩擦电触觉传感器。在这项工作中，成功制备了一种具有多级结构的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 摩擦层和PDMS/镓铟合金(EGaIn)复合电极的自驱动摩擦电触觉传感器。该触觉传感器实现了0.23 Pa的超低压力检测限，而其理论计算的检测限更是达到了7 mPa。于此同时，凭借着这种出色的传感特性，该自驱动摩擦电触觉传感器实现了对人体脉搏的监测。此外，由于摩擦纳米发电机的工作机制，这种自驱动的摩擦电触觉传感器在被拉伸和损坏的特殊工作状态下也表现出较高的传感优势。

研究成果以“A stretchable self-powered triboelectric tactile sensor with EGaIn alloy electrode for ultra-low pressure detection”为题发表在国际著名期刊Nano Energy上。该项工作的第一作者为河南大学博士研究生王京京和崔鹏博士，程纲教授和杜祖亮教授是本文的共同通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106320

图文导读

图一： PDMS/EGaIn混合电极自驱动摩擦电触觉传感器的制作过程

图二：自驱动摩擦电触觉传感器的基础性能测试。

图三：自驱动摩擦电触觉传感器在不同拉伸状态下的性能测试。

图四.：自驱动摩擦电触觉传感器在器件部分破损情况下的传感性能以及循环测试。

图五.：自驱动摩擦电触觉传感器的传感原理以及对人体脉搏的检测。

作者简介

程纲，男，1978年生，博士，教授，博士生导师，国家优秀青年基金获得者，河南省高校创新团队带头人，河南省科技创新杰出青年，河南省学术技术带头人。2003年起，在河南大学特种功能材料教育部重点实验室工作，2013-2016年在佐治亚理工学院访学，从事纳米结构与光电器件的研究。在Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Energy, ACS Nano, Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Appl. Phys. Lett.等期刊发表论文50余篇。主持国家及省部级项目10余项，获得河南省科技进步二等奖2项。主要研究方向有：摩擦纳米发电机、自驱动传感器、纳米结构与光电器件等。

Email: chenggang@henu.edu.cn

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