High‐Brightness, High‐Resolution, and Flexible Triboelectrification‐Induced Electroluminescence Skin for Real‐Time Imaging and Human–Machine Information Interaction

摩擦电效应 材料科学 电子皮肤 亮度 可穿戴计算机 电致发光 光电子学 图像分辨率 计算机科学 人工智能 光学 纳米技术 嵌入式系统 物理 复合材料 图层(电子)
作者
Chunyang Jia,Yifan Xia,Yan Zhu,Min Wu,Shunli Zhu,Xin Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (26) 被引量:71
标识
DOI:10.1002/adfm.202201292
摘要

Abstract With perceiving and converting mechanical stimuli into electrical and visual readouts simultaneously, electronic skin endows a safe and effective interaction between human and environment. However, both weak optical signals and low spatial resolution are still challenging the potential application of electronic skin in human–machine information interaction (HMI). Herein, a novel high‐brightness, high‐resolution, and flexible triboelectrification‐induced electroluminescence (TIEL) skin is developed for real‐time imaging and HMI. The TIEL skin composed of ZnS:Cu‐embedded polyvinylidene‐fluoride‐ co ‐hexafluoropropylene (ZEPH) film can convert gentle touch stimuli into real‐time light emission at trigger pressure threshold as low as 1.25 kPa. Moreover, collected by fiber optic spectrometer, the brightness of TIEL is 2.5 times as strong as an LED lighted up by 2 V power supply. Meanwhile, the bright TIEL emission can also be observed by the naked eyes in the daytime. Furthermore, a spatial resolution of less than 220 µm can be achieved in real‐time TIEL imaging. Additionally, by integrating the ZEPH films with the microcontroller, a wearable optical–electrical dual‐output‐based wireless communication system is constructed to control the trajectory of a miniature car. The unique operation of the desired TIEL with simple fabrication demonstrates a great potential in trajectory tracking, skin prosthesis, robotics, and advanced HMI.
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