有序多孔介电电容传感器

宽范围高压敏

具有高度有序多孔介电微结构和全溶液可加工3D打印制造工艺的柔性电容式触觉传感器，在宽压力范围内同时实现高灵敏度、快响应、高结构鲁棒性和高一致性。

Li, Zhikang · Zhao, Kang · Jiaxiang, Wang · Wang, Bin · Han, Xiangguang · Luo, Guoxi · Yilin, Yu · 王璐 · 李敏 · Wang, Zhengjin · 赵立波

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

参数信息

压力灵敏度

0.21 kPa⁻¹

响应时间

112 ms

弛豫时间

152 ms

界面结合强度

455.2 kPa

批次性能偏差

5.47 %

技术优势

宽范围灵敏

有序多孔结构增大介电层可压缩性和与电极的接触面积，在扩展的压力范围内同时提升灵敏度。

响应快

响应和弛豫时间低至112 ms和152 ms，能满足动态触觉感知需求。

结构牢固

界面结合强度超过455.2 kPa，器件不易分层失效。

批次一致

不同批次传感器性能偏差≤5.47%，3D打印工艺从制造端保证了器件一致性。

应用场景

• 触觉传感器：可直接用作电容触觉传感器的介电层，与电极组装后使用。
• 可穿戴生命体征监测：集成无线读出电路后，可无线监测脉搏波、心率等生物信号。
• 柔性电子：全溶液加工且可3D打印，适合柔性电子器件的低成本批量制造。
• 软体机器人触觉：可检测从轻微手指触摸到大幅度膝盖弯曲的肢体动作。
• 人形机器人触觉：高灵敏度和快速响应适合人形机器人的电子皮肤。