Small Methods:铜@rGO核壳纳米线基仿生柔性传感器

可穿戴压力传感器作为电子皮肤的核心部件被广泛应用于实时检测人体生理信号或软体机器人等领域。该类传感器对灵敏度,检测区间,以及稳定性要求很高。相关的研究工作主要集中在在微纳米结构, 功能材料,以及传感模式的优化上。但在兼顾器件的性能和制备工艺的简化上仍然是当前的挑战。为了解决这一问题,受到皮肤结构和工程学的启发,Terasaki生物医学创新研究所朱杨志Ali Khademhosseini和加州大学河滨分校闫若雪等人从皮肤表面纹理的微观功能结构获取灵感并改进现有的铜纳米线材料,成功构建了一款低成本的仿生柔性压力传感器。该压力传感器是基于铜还原氧化石墨烯核壳纳米线基柔性透明电极工艺实现,集成了高灵敏度,较宽工作区间,快速反应时间等优质性能。可实现连续实时捕捉人体动作和检测人体微小的生理信号例如脉搏,心跳。这种表皮仿生结构可推广到其他的柔性电子应用领域。

本文要点:

  • 在水相体系下,利用简单的超声辅助制备出高质量的CurGONW核壳纳米线。该核壳纳米线基的柔性透明电极在室温和高温高湿条件下具有良好的透光性/导电性,化学/机械稳定性以及拉伸性。证明了该柔性器件在极端环境下工作的可行性。
  • 通过人体实验表明,CurGONW-SMPS 具有良好的灵敏度,较快的检测区间、稳定性和快速反应时间,可持续监测行走,手指触摸,关节(腕,膝盖)弯曲等运动信号和生理信号如脉搏,证明了该材料在人机交互和电子皮肤相关领域有广阔的应用可能性。

论文信息:

Epidermis-Inspired Wearable Piezoresistive Pressure Sensors Using Reduced Graphene Oxide Self-Wrapped Copper Nanowire Networks

Yangzhi Zhu*, Martin C. Hartel, Ning Yu, Pamela Rosario Garrido, Sanggon Kim,Junmin Lee, Praveen Bandaru, Shenghan Guan, Haisong Lin, Sam Emaminejad, Natan Roberto de Barros, Samad Ahadian, Han-Jun Kim, Wujin Sun, Vadim Jucaud, Mehmet R. Dokmeci, Paul S. Weiss, Ruoxue Yan*, Ali Khademhosseini*

Small Methods

DOI: 10.1002/smtd.202100900

原文链接:https://doi.org/10.1002/smtd.202100900