電子皮膚因其在醫(yī)療康復(fù)和人機(jī)交互方面的潛在應(yīng)用而受到極大關(guān)注。盡管很多工作為了提高電子皮膚的傳感器性能提出了各種策略，但制備的電子皮膚很難同時(shí)具有高的靈敏度和寬的壓力檢測(cè)范圍。眾所周知，表皮和真皮之間互鎖的微脊可以有效地將外界刺激傳遞給機(jī)械感受器，使得人體皮膚無(wú)論在細(xì)微和大的外界刺激下都能表現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏度。因此，受人類皮膚的啟發(fā)，鄭州大學(xué)材料學(xué)院鄭國(guó)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)提出了一種新型的仿生電子皮膚，即通過(guò)簡(jiǎn)單高效的制備方法在靈敏層和叉指電極之間引入了互鎖微脊。該互鎖微脊可以顯著地增強(qiáng)靈敏層和叉指電極之間接觸點(diǎn)的局部應(yīng)力集中，從而使制備的仿生電子皮膚具有超高靈敏度(≈1502.5 kPa-1)、寬的壓力檢測(cè)范圍(≈160 kPa)、優(yōu)異的耐用性(10000 次循環(huán))以及短的響應(yīng)時(shí)間(10 ms)。此外，由于外部應(yīng)力能有效地從靈敏層傳輸?shù)讲嬷鸽姌O，該仿生電子皮膚能夠檢測(cè)多種人體生命體征和聲波引起的振動(dòng)。該仿生互鎖微脊的簡(jiǎn)便制備為為電子皮膚的實(shí)際應(yīng)用提供了巨大的設(shè)計(jì)潛力。
文章信息
Yajie Zhang, Mingfu Qiu, Xinyu Zhang, Guoqiang Zheng,* Kun Dai, Chuntai Liu, and Changyu
Shen, “Skin-Inspired High-Performance E-Skin With Interlocked Microridges for Intelligent Perception” Adv. Funct. Mater. 2024, 2412065
https://doi.org/10.1002/adfm.202412065
