水凝胶离子动态传感器

宽频平坦响应

一种基于水凝胶和预加载策略的传感器，同时实现宽工作带宽和麦克风级灵敏度，用于高质量动态信号记录。

Guo, Haoyu · Liu, Jianxing · Liu, Haiyang · 杨勐 · Zhao, Jiawei · 卢同庆

ACS Nano 2024

参数信息

工作带宽

1000 Hz

灵敏度

-23 dB

技术优势

带宽高两个数量级

传感器可记录高达 1000 Hz 的动态信号，覆盖语音、乐器等高频成分，而大多数软机械传感器带宽仅几十赫兹。

灵敏度超过商用麦克风

在宽频带内保持 -23 dB 的高灵敏度，优于常见商用麦克风，无需额外放大即可采集微弱动态信号。

频响特性可调

通过调节预载荷和水凝胶微结构参数，可精确定制幅频特性，适应不同应用对频率响应的要求。

应用场景

• 电子皮肤：实现皮肤贴附的高保真动态信号感知，用于人机交互中的语音控制。
• 柔性传感器：替代传统刚性麦克风，在柔性基底上实现宽频动态信号采集。
• 语音交互：记录语音信号用于远程控制设备，如遥控玩具车。
• 可穿戴传感器：贴附于皮肤采集语音和乐器声等复杂动态信号，用于可穿戴电子。
• 水凝胶传感器：利用水凝胶的离子导电性和微结构实现高性能动态传感。