多孔热塑性聚氨酯薄膜传感器

百帕至千帕水下触觉

利用多孔结构在压力下产生离子电流，无需外部电源即可在水下实现触觉感知，尤其适用于高水压环境。

Quanyu, Wang · 宋永欣 · Pu, Liu · Deyu, Li · Jiahui, Wang · 付先平 · Dongqing, Li

Advanced Functional Materials 2024

参数信息

压力灵敏度

0.62 kPa⁻¹

定位分辨率

1.31 mm

响应时间

0.19 s

恢复时间

0.67 s

压力检测范围

50–600 kPa

模拟100m水深信号衰减

15.53 %

技术优势

深海可用

多孔结构使传感器在100米模拟深度下信号仅下降15.53%，抗高静水压溶胀与压缩。

自驱动

依靠多孔薄膜内离子移动速度差异直接产生电信号，无需外部电源。

可定位压点

电流方向与大小随按压位置变化，越靠近薄膜中心信号越小，定位分辨率达1.31 mm。

抓取实物验证

已通过概念验证，成功自主抓取不同重量的水下物体。

应用场景

• 可穿戴水下触觉传感：为潜水员或水下作业人员提供实时压力反馈，无需电源。
• 电子皮肤水下应用：作为水下电子皮肤感知接触压力与位置，耐高水压。
• 柔性压力传感器：多孔TPU柔性结构可覆盖曲面，实现宽范围压力检测。
• 水下机器人触觉：赋予水下机器人触觉，助其自主抓取不同重量物体。
• 软体机器人传感：软体机器人可集成该柔性传感器，实现自驱动触觉反馈。