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 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,Zhiliang Huang,Zuhao Wang,Huahao Shen,Ching‐Ping Wong,Can Jiang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
不许人间见白头完成签到,获得积分10
1秒前
nine2652完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
cxecho发布了新的文献求助10
4秒前
Phosphene应助rabbitsang采纳,获得10
4秒前
小高完成签到,获得积分10
6秒前
Kidmuse发布了新的文献求助10
6秒前
隐形的小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
gj发布了新的文献求助10
7秒前
luwei完成签到 ,获得积分0
8秒前
111完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
小七发布了新的文献求助10
11秒前
bread完成签到,获得积分10
12秒前
徐同学发布了新的文献求助10
12秒前
是年年啊完成签到,获得积分10
13秒前
111完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助圈圈采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
成就的沛菡完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
烟花应助隋菿99采纳,获得30
17秒前
凌忆文完成签到 ,获得积分0
17秒前
Kidmuse完成签到,获得积分10
17秒前
大个应助希金斯采纳,获得10
18秒前
bread发布了新的文献求助10
19秒前
情怀应助周周采纳,获得10
20秒前
在水一方应助rabbitsang采纳,获得10
22秒前
zzzm发布了新的文献求助20
22秒前
柒柒完成签到,获得积分10
22秒前
是你啊完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
23秒前
7777777完成签到,获得积分10
24秒前
风未见的曾经完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
reny发布了新的文献求助10
28秒前
华仔应助徐同学采纳,获得30
28秒前
高分求助中
求助这个网站里的问题集 1000
Tracking and Data Fusion: A Handbook of Algorithms 1000
Models of Teaching(The 10th Edition,第10版!)《教学模式》(第10版!) 800
La décision juridictionnelle 800
Rechtsphilosophie und Rechtstheorie 800
Nonlocal Integral Equation Continuum Models: Nonstandard Symmetric Interaction Neighborhoods and Finite Element Discretizations 600
The risk of colorectal cancer in ulcerative colitis: a meta-analysis 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2875518
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2486690
关于积分的说明 6733558
捐赠科研通 2170281
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1152961
版权声明 585900
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 566047