全向摩擦电触须传感器

5°角分辨 0.024N阈值

通过双三角形电极和MXene/硅胶介电层，实现多轴力与运动的全向高分辨感知，并借助水凝胶真空吸盘实现可逆、跨表面便携部署。

Wang, Weichen · 赵洪发 · Yuzhu, Zhang · Shu, Mingrui · 吴志刚 · 徐敏义 · Geng, Hongya · 丁文伯 · 曲钧天

Nano-Micro Letters 2025

参数信息

力检测阈值

0.024 N

角分辨率

5 °

技术优势

力检测阈值低至0.024 N

采用双三角形电极与MXene/硅胶介电层，微小的力变化即可产生可分辨的电信号，无需高精度采集前端也能捕捉轻触。

全向分辨精度达5°

触须结构配合双三角形电极，可以从电信号差异中解算出力的方向，而不是只能给出幅值，从而支持精确的矢量力反馈。

可在多种表面反复拆装

集成的无绳水密封真空吸盘利用高机械强度和高吸水性的水凝胶，在动态或不规则表面上也能保持牢固吸附，并且可以无损移除和重新贴附，使阵列布局能按任务调整。

应用场景

• 电子皮肤触觉感知：电子皮肤需要高分辨率力与方向感知，此传感器可精确识别触觉方向和微小接触力。
• 可穿戴人机交互：可穿戴设备需要轻便灵活的触觉接口，此传感器可贴附于人体或衣物，实现运动意图识别。
• 机器人自主探索：机器人探索未知环境需要可重构感知布局，此传感器可随时调整阵列，适应不同任务。
• 柔性传感器阵列：柔性阵列可弯曲贴合曲面，此传感器单元可自由组合，覆盖不规则区域。