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 操作系统 工程类 病理 物理化学 医学 化学 替代医学
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]
卷期号:16 (16): 21341-21355 被引量:21
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
现代海完成签到,获得积分10
刚刚
小二郎应助11采纳,获得10
刚刚
1秒前
RL发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
bkagyin应助sunny采纳,获得10
2秒前
十年发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
雨树樱子完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
GTY完成签到,获得积分10
3秒前
王粒伊发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
请勿拉扯发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
NexusExplorer应助darling采纳,获得10
5秒前
照亮世界的ay完成签到,获得积分10
5秒前
溺水的鱼完成签到,获得积分0
6秒前
7秒前
高兴念真完成签到,获得积分10
7秒前
yy发布了新的文献求助10
7秒前
ll发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
Dana完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
GTY发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
PziPzi发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
潇洒凝琴发布了新的文献求助10
9秒前
su发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
油米盐完成签到 ,获得积分10
9秒前
西瓜翠衣完成签到,获得积分10
9秒前
10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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6416423
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8235376
关于积分的说明 17491573
捐赠科研通 5469276
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889422
邀请新用户注册赠送积分活动 1866393
关于科研通互助平台的介绍 1703716