Bioinspired, Ultrasensitive and Wide-Range Flexible Strain Sensors Based on Dual-Gradient Crack Structures

材料科学 拉伤 航程(航空) 对偶(语法数字) 纳米技术 复合材料 医学 文学类 内科学 艺术
作者
Xujing Liu,Qianqian Ye,Mengqi Liu,Hong Zhou,Senjiang Yu,Yong Ni
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (31): 45001-45012 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsami.5c06078
摘要

High-performance flexible strain sensors are crucial in various emerging fields including stretchable electronics, soft robots and wearable devices. However, traditional strain sensors often face challenges in achieving both high sensitivity and wide detection range simultaneously, typically sacrificing one characteristic to enhance the other. Here, we present a novel design of strain sensors featuring a dual-gradient crack structure by film thickness modulations. The first gradient (local scale) facilitates the gradual crack opening in the film during the stretching process, enabling precise mechanical response. The second gradient (global scale) modulates the degree of the local gradients across the entire surface, where small local gradients ensure sensitivity and large local gradients extend the working range. Phase field simulations confirm the stable and controlled crack propagation modulated by film thickness gradients, aligning with the experimental results. The dual-gradient crack strain sensor exhibits ultrahigh sensitivity (∼9 × 10 6 ) and wide detectable strain range (∼80%). Moreover, the sensor features a low detection limit (0.02%), short response time (∼60 ms), and excellent durability over 22,000 test cycles. The dual-gradient crack sensor excels in detecting human motions, from subtle facial expressions to large joint movements, highlighting its promising potential for applications in flexible electronics and health monitoring systems.
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
111关注了科研通微信公众号
刚刚
年轻烤鸡完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
大糖糕僧完成签到,获得积分10
刚刚
会飞的猪完成签到,获得积分10
刚刚
哭泣振家完成签到,获得积分10
刚刚
鹅鹅鹅完成签到,获得积分10
1秒前
Treasure完成签到,获得积分10
1秒前
iris发布了新的文献求助10
1秒前
晴天漫漫完成签到 ,获得积分10
1秒前
SPt完成签到,获得积分10
1秒前
彩色大碗完成签到,获得积分10
1秒前
春词弥弥发布了新的文献求助30
2秒前
科研通AI2S应助fuyou123采纳,获得10
2秒前
2秒前
红红完成签到,获得积分10
2秒前
yang_keai发布了新的文献求助10
2秒前
awu完成签到 ,获得积分10
2秒前
dundun完成签到,获得积分20
3秒前
和谐寻雪发布了新的文献求助10
3秒前
夏待秋autumn完成签到,获得积分10
3秒前
001发布了新的文献求助10
3秒前
欢呼的雨琴完成签到 ,获得积分10
3秒前
早茶可口完成签到,获得积分10
3秒前
马思语完成签到,获得积分10
3秒前
抹茶味的奶酥完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
Zhangll完成签到,获得积分10
4秒前
吉安娜完成签到,获得积分10
4秒前
molihuakai应助夏哥采纳,获得10
4秒前
jll完成签到 ,获得积分10
4秒前
贝贝贝完成签到,获得积分10
4秒前
超级苹果完成签到 ,获得积分10
6秒前
云木完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
14and15完成签到,获得积分0
6秒前
voifhpg完成签到 ,获得积分10
8秒前
祝雲发布了新的文献求助10
8秒前
百事发布了新的文献求助20
8秒前
馆长应助呼呼采纳,获得30
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7706281
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9263747
关于积分的说明 20045403
捐赠科研通 7282160
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3295520
关于科研通互助平台的介绍 2450669
邀请新用户注册赠送积分活动 2302472