Biomimetic Electronic Skin Based on a Stretchable Ionogel Mechanoreceptor Composed of Crumpled Conductive Rubber Electrodes for Synchronous Strain, Pressure, and Temperature Detection

材料科学 标度系数 电子皮肤 电容感应 纳米技术 压力传感器 电极 电容 复合材料 石墨烯 生物医学工程 光电子学 计算机科学 制作 机械工程 医学 化学 物理化学 工程类 替代医学 病理 操作系统
作者
Xiaoyun Bi,Manzhao Yao,Zhaoyan Huang,Zuhao Wang,Huahao Shen,Ching‐Ping Wong,Can Jiang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsami.4c01899
摘要

Electronic skin (e-skin) is showing a huge potential in human–computer interaction, intelligent robots, human health, motion monitoring, etc. However, it is still challenging for e-skin to realize distinguishable detection of stretching strain, vertical pressure, and temperature through a simple noncoupling structure design. Here, a stretchable multimodal biomimetic e-skin was fabricated by integrating layer-by-layer self-assembled crumpled reduced graphene oxide/multiwalled carbon nanotubes film on natural rubber (RGO/MWCNTs@NR) as stretchable conductive electrodes and polyacrylamide/NaCl ionogel as a dielectric layer into an ionotropic capacitive mechanoreceptor. Unlike natural skin receptors, the sandwich-like stretchable ionogel mechanoreceptor possessed a distinct ionotropic capacitive behavior for strain and pressure detection. The results showed that the biomimetic e-skin displayed a negative capacitance change with superior stretchability (0–300%) and a high gauge factor of 0.27 in 180–300% strain, while exhibiting a normal positive piezo-capacitance behavior in vertical pressure range of 0–15 kPa with a maximal sensitivity of 1.759 kPa–1. Based on this feature, the biomimetic e-skin showed an excellent synchronous detection capability of planar strain and vertical pressure in practical wearable applications such as gesture recognition and grasping movement detection without a complicated mathematical or signal decoupling process. In addition, the biomimetic e-skin exhibited a quantifiable linear responsiveness to temperature from 20–90 °C with a temperature coefficient of 0.55%/°C. These intriguing properties gave the biomimetic e-skin the ability to perform a complete function similar to natural skin but beyond its performance for future wearable devices and artificial intelligence devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
源子完成签到,获得积分10
1秒前
幽默赛君完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
doctorw完成签到 ,获得积分10
2秒前
天天快乐应助莫茹采纳,获得10
4秒前
xyyyy完成签到 ,获得积分10
6秒前
张柏柳发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
louyu完成签到 ,获得积分10
8秒前
自觉的小蝴蝶完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
科研通AI5应助轻松的芷烟采纳,获得10
12秒前
脑洞疼应助1111采纳,获得10
12秒前
科研通AI5应助bb采纳,获得10
14秒前
大个应助自觉的小蝴蝶采纳,获得10
15秒前
坤坤完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
lwl666完成签到,获得积分10
17秒前
sss发布了新的文献求助30
17秒前
小彤完成签到 ,获得积分10
17秒前
DireWolf完成签到 ,获得积分10
19秒前
zqingqing完成签到,获得积分10
20秒前
Felixsun发布了新的文献求助10
23秒前
风云鱼完成签到,获得积分10
23秒前
至夏完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
莫友安完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
scq完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
恒河鲤完成签到,获得积分10
30秒前
yueu发布了新的文献求助10
30秒前
平淡小丸子完成签到 ,获得积分10
30秒前
宁远完成签到 ,获得积分10
30秒前
建业发布了新的文献求助10
31秒前
VDC发布了新的文献求助10
31秒前
33秒前
情怀应助杰森斯坦虎采纳,获得10
35秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
Unusual formation of 4-diazo-3-nitriminopyrazoles upon acid nitration of pyrazolo[3,4-d][1,2,3]triazoles 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3671598
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3228309
关于积分的说明 9779385
捐赠科研通 2938622
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1610143
邀请新用户注册赠送积分活动 760547
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 736093