PDMS/ZnS:Cu微纤毛阵列膜

微牛级激活力

仿生毛囊结构实现机械发光的高灵敏低阈值动态力探测，突破了传统ML材料弱亮与高启力瓶颈。

Chang, Shulong · Wenjin, Liu · Guo, Rui · Zhang, Ding · Deng, Yuan · 上媛媛 · 刘凯 · 彭登峰 · 董林

Advanced Materials 2025

具体参数

激活阈值

{'zh': '10', 'en': '10'} mN

纹理识别准确率

{'zh': '99.95', 'en': '99.95'} %

盲文识别准确率

{'zh': '96.74', 'en': '96.74'} %

技术优势

激活阈值极低

高长径比的微纤毛结构引发应力集中，能在微牛级力下产生ML，突破传统ML材料需要较大力的限制。

高灵敏度与精度

结合图像机器学习，纹理识别准确率达99.95%，盲文识别准确率96.74%，验证了其对复杂动态力信号的高保真探测能力。

自供能可视化传感

机械能直接转化为光信号，无需外部电源或复杂电路，即可实现力学刺激的空间映射，简化了传感系统设计。

应用场景

• 电子皮肤：其自供能和空间映射特性使电子皮肤能直接“看到”受力分布，无需外部电路。
• 动态压力传感：其微牛级阈值和快速响应能捕捉滑动、振动等动态力，克服传统传感器响应慢的问题。
• 触觉传感器：能以光学方式感知微小纹理，实现99.95%的纹理识别，替代传统电容/压阻触觉传感器。
• 机器人触觉感知：其柔性薄膜可集成到机器人指尖，用于抓取力反馈和材质识别，实现更灵巧操作。
• 低成本力测量：基于商业化ZnS:Cu和PDMS的简单制备，无需复杂设备，降低了高灵敏度力测量的成本。