离子水凝胶传感器

水下软抓取

一种兼具应变与摩擦电传感的环境友好型水凝胶，既抗断裂又可在12小时内降解，解决水下回收难题。

曲钧天 · Qiangjing, Yuan · Zhenkun, Li · Ziqiang, Wang · Xu, Feng · Qigao, Fan · Zhang, Min · Xiang, Qian · 王学谦 · 王晓浩 · Xu M.

Nano Energy 2023

具体参数

断裂韧性

{'zh': '146.5', 'en': '146.5'} kJ/m³

应变灵敏系数

{'zh': '4.30', 'en': '4.30'}

响应时间

{'zh': '70', 'en': '70'} ms

循环稳定性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} cycles

摩擦电传感器最大拉伸

{'zh': '200', 'en': '200'} %

降解时间

{'zh': '12', 'en': '12'} h

技术优势

不易断裂

断裂韧性高达146.5 kJ/m³，能够承受大幅变形而不破裂，适用于反复拉伸的穿戴场景。

水下能用

水凝胶在水下仍保持传感功能，可实时监测软体夹持器的抓取状态，解决水下环境感知难题。

用后即降解

约12小时即可降解，避免水下设备回收成本高昂和废弃物污染风险。

双模式传感

同时具备应变和摩擦电传感能力，一个传感器即可检测人体运动和抓取状态。

应用场景

• 可穿戴应变传感：监测人体关节运动与姿态，用于可穿戴健康或运动设备。
• 水下软体机器人：在水下实时感知机械臂与夹爪状态，提升作业精度。
• 软体夹持器：嵌入软体夹持器以检测抓取力度与状态，防止滑落或损坏。
• 人机交互：作为柔性传感器将人体动作转换为电信号，用于交互控制。