All-Fabric Capacitive Pressure Sensors with Piezoelectric Nanofibers for Wearable Electronics and Robotic Sensing

电容感应 材料科学 压力传感器 压电 数码产品 可穿戴计算机 电容 纳米纤维 压电传感器 触觉传感器 柔性电子器件 可穿戴技术 纳米技术 电极 计算机科学 机器人 电气工程 机械工程 嵌入式系统 人工智能 工程类 复合材料 化学 物理化学
作者
Min Su,Jianting Fu,Zixiao Liu,Pei Li,Guojun Tai,Pengsai Wang,Lei Xie,Dage Liu,Ximin He,Dapeng Wei,Jun Yang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (41): 48683-48694 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c10775
摘要

Flexible pressure sensors are increasingly sought after for applications ranging from physiological signal monitoring to robotic sensing; however, the challenges associated with fabricating highly sensitive, comfortable, and cost-effective sensors remain formidable. This study presents a high-performance, all-fabric capacitive pressure sensor (AFCPS) that incorporates piezoelectric nanofibers. Through the meticulous optimization of conductive fiber electrodes and P(VDF-TrFE) nanofiber dielectric layers, the AFCPS exhibits exceptional attributes such as high sensitivity (4.05 kPa-1), an ultralow detection limit (0.6 Pa), an extensive detection range (∼100 kPa), rapid response time (<26 ms), and robust stability (>14,000 cycles). The sensor's porous structure enhances its compressibility, while its piezoelectric properties expedite charge separation, thereby increasing the interface capacitance and augmenting overall performance. These features are elucidated further through multiphysical field-coupling simulations and experimental testing. Owing to its comprehensive superior performance, the AFCPS has demonstrated its efficacy in monitoring human activity and physiological signals, as well as in discerning soft robotic grasping movements. Additionally, we have successfully implemented multiple AFCPS units as pressure sensor arrays to ascertain spatial pressure distribution and enable intelligent robotic gripping. Our research underscores the promising potential of the AFCPS device in wearable electronics and robotic sensing, thereby contributing significantly to the advancement of high-performance fabric-based sensors.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
4秒前
西瓜完成签到 ,获得积分10
4秒前
包容的忆灵完成签到 ,获得积分10
7秒前
高兴尔冬发布了新的文献求助10
9秒前
xiang完成签到 ,获得积分0
12秒前
小四完成签到,获得积分10
15秒前
FashionBoy应助slayers采纳,获得30
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
24秒前
黑眼圈完成签到 ,获得积分10
30秒前
jia完成签到 ,获得积分10
31秒前
如履平川完成签到 ,获得积分10
32秒前
科目三应助忧伤的步美采纳,获得10
33秒前
大椒完成签到 ,获得积分10
36秒前
39秒前
41秒前
wisdom完成签到,获得积分10
41秒前
slayers发布了新的文献求助30
44秒前
45秒前
e746700020完成签到,获得积分10
46秒前
高兴尔冬完成签到,获得积分10
46秒前
李爱国应助不安的秋白采纳,获得10
48秒前
忧伤的步美完成签到,获得积分10
53秒前
小西完成签到 ,获得积分10
54秒前
郝老头完成签到,获得积分10
55秒前
13313完成签到,获得积分10
56秒前
su完成签到 ,获得积分10
57秒前
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
slayers完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
知犯何逆完成签到,获得积分10
1分钟前
Krsky完成签到,获得积分10
1分钟前
ding应助不安的秋白采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
HHHAN发布了新的文献求助10
1分钟前
威武的沂完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
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 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038039
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575756
关于积分的说明 11373782
捐赠科研通 3305574
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819239
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022