蛙腿仿生电容柔性传感器

0.5 Pa 超低检出限

通过3D打印仿生蛙腿结构介质层，在宽压力范围内实现超高灵敏度与快速响应。

Zhao, Yunong · 郭小辉 · 洪炜强 · Tong, Zhu · Tianxu, Zhang · Zihao, Yan · Kangli, Zhu · Wang, Jingyi · Zheng, Guoqing · Shanan, Mao · Kaikai, Wang · Yuqing, Wang · Chengchao, Jin · Tang, Guo Peng · Shuang, Shao · Yun, Xia · Xing, Guoliang · Hong, Qi · 许耀华 · 吴骏

Composites Science and Technology 2023

参数信息

检测限

0.5 Pa

灵敏度

0.583 kPa⁻¹

检测范围

0–200 kPa

响应时间

40 ms

恢复时间

45 ms

技术优势

检测限低至 0.5 Pa

蛙腿结构大幅降低介质层等效杨氏模量，微小压力即可引起电容显著变化，因此能感知极轻微触碰。

宽量程 0–200 kPa

3D结构在压缩过程中逐渐致密化，兼顾低压灵敏度和高压稳定性，覆盖从轻触到重压的广泛场景。

响应快至 40 ms

多孔结构回弹迅速，传感器能实时跟随压力变化，适用于动态触觉反馈。

应用场景

• 电子皮肤：0.5 Pa 超低检测限可感知羽毛轻触，让电子皮肤拥有接近人类的触觉。
• 智能机器人触觉：40 ms 快速响应和宽量程，让机器人既能抓住易碎物品也能感知大力抓握。
• 柔性可穿戴设备：柔性结构贴合皮肤，可集成到衣物或表带中，实时监测身体微小压力变化。
• 人机交互界面：宽检测范围和快速响应，适合用作触摸屏、虚拟按键等交互界面的压力感知层。