Sensor tátil de grafeno multi-resolução de teia de aranha Bionic e sensor ultra-sônico

- Jun 11, 2019-



Nos últimos anos, tem havido uma crescente demanda por produtos eletrônicos flexíveis, como circuitos integrados, dispositivos vestíveis e eletrônicos implantados, o que tem promovido grandemente o desenvolvimento de eletrônicos flexíveis. A detecção multianalítica em ambientes complexos requer uma resposta de precisão multidimensional e transmissão de sinal suave para garantir a resolução de reconhecimento e a sensibilidade de detecção. No entanto, como resolver o problema de fusão de interface de integração multi-material e a função única de material único ainda é um tema desafiador no campo de sensores de multi-resolução. Recentemente, pesquisadores do Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências, o Professor Yan Yanlin, o Pesquisador Associado Li Fengqi e o Professor Associado Ma Ying da Universidade Shenyang Jianzhu inspiraram-se nas microestruturas de espiral e radiação e métodos únicos de montagem em teias de aranha. novo tipo de pesquisa. Sensor de toque de grafeno multi-resolução.


Na natureza, as aranhas convertem proteínas de seda de aranha em sedas de aranha de propriedades diferentes através de glândulas. Teias de aranha são compostas principalmente de radiação e espirais. A radiação é uma estrutura ordenada em camadas que se estende radialmente para fora para fornecer suporte estrutural e transmitir sinais de vibração. A espiral é uma estrutura fofa que se estende do centro para capturar a presa. A conexão estreita entre os dois transfere rapidamente a informação da presa para a aranha para maximizar a transmissão da informação. Inspirados pelo método único de montagem de teias de aranha, os autores propõem a construção de dispositivos eletrônicos através de diferentes estruturas do mesmo material. O grafeno tem atraído a atenção devido à sua alta mobilidade eletrônica, alta condutividade térmica e excelentes propriedades mecânicas. Além disso, o grafeno possui formas de montagem multidimensionais, tais como fibras de grafeno, fitas de grafeno, filmes de grafeno, papéis de grafeno e aerogéis de grafeno para atender diferentes necessidades. Portanto, as diferentes estruturas do grafeno são a melhor escolha para a construção de diferentes "fios" de microestrutura.


Bionic spider web multi-resolution graphene tactile sensor

Figura 1. Sensor tátil de grafeno multi-resolução da teia de aranha biônica.


A equipe da Song Yanlin usou aerogel de grafeno altamente sensível como material de indução, e usou a fita de grafeno altamente condutora e de alta estabilidade como material de transmissão. Análises estatísticas de componentes principais (PCA) e análise hierárquica de clusters (HCA) foram selecionadas. E análise discriminante linear (LDA) para avaliar a resolução espacial de sensores multi-estrutura de grafeno. Os resultados mostram que o projeto de integrar diferentes estruturas pode realizar a identificação de direção, distância e posição. A fim de comprovar ainda mais o potencial de aplicação do grafeno multi-estrutura em elétrons flexíveis, eles projetaram uma película eletrônica com uma estrutura compacta de grafeno e grafeno de estrutura porosa. O dedo mecânico pode ser controlado individualmente pelo aerogel correspondente do grafeno, e a flexão e o alongamento do dedo mecânico podem ser manipulados passando gentilmente o dedo no aerogel de grafeno, e a força mínima medida pode alcançar 3,83 × 10-3 Pa.


Site recognition analysis of multiresolution graphene tactile sensor

Figura 2. (a) Análise de reconhecimento de sites de sensores tátil de multiresolução de grafeno; (b) Manipulador eletrônico de manipulação de pele de grafeno integrado multi-estrutura.


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