Multifunctional Hydrogel Sensor with Curved Macro Cracks: A Strategy for High Sensitivity and Wide Detection Range

材料科学 自愈水凝胶 弯曲 复合材料 灵敏度(控制系统) 极限抗拉强度 韧性 断裂(地质) 压缩(物理) 软机器人 触觉传感器 结构工程 声学 执行机构 计算机科学 机器人 电子工程 物理 工程类 人工智能 高分子化学
作者
Y.S.H. Guo,Haoyu Guo,Yuwei Han,Xi Chen,Jinyuan Liu,Meng Yang,Tongqing Lu,Junrong Luo,Ran Tao,Qingsheng Yang,Kun Jia
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (47) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/adfm.202306820
摘要

Abstract Multi‐sensing in simple devices, but with a high sensitivity and a large detection range, is desirable for soft machines. Stretchable sensors based on the resistance changes of bulk ionic hydrogels are inherently limited by the single function and low sensitivity at small deformations. Here, a design enabled by a highly cracked hydrogel (HCHG) that is hypersensitive to tensile strain, bending, and tactile force in a wide range is proposed. The mechanism relies on the continuous sharp changes of the cross‐sectional area flowing ionic current when pre‐cut curved cracks are closed/opened by external load. The high fracture toughness of the hydrogel inhibits the crack propagation, making the sensing robust. By designing the crack patterns, sensitivities of 80 for 0–20% tensile strain and 0.45 kPa −1 for tactile force are achieved. Compared to the sensor made from bulk hydrogel, the sensitivities are enhanced by two and three orders of magnitude, respectively, meanwhile the detectable strain range is maintained (up to 215%). A sandwich design is also developed to distinguish elongation, compression, and bending. Applications of HCHG sensors in manipulating a robotic arm and nondestructive grasping an even softer object by a soft gripper are demonstrated.
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
dong0322发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
LWJ要毕业完成签到 ,获得积分10
5秒前
郑小美完成签到 ,获得积分10
7秒前
hanyy完成签到,获得积分10
15秒前
miao3718完成签到 ,获得积分10
16秒前
木光完成签到,获得积分10
17秒前
roking完成签到,获得积分10
18秒前
liao_duoduo完成签到 ,获得积分10
20秒前
lhm完成签到,获得积分10
23秒前
aajhajkahna举报zhugepengju求助涉嫌违规
30秒前
无韶的月亮树完成签到 ,获得积分10
31秒前
醋酸异丙酯完成签到 ,获得积分10
32秒前
曾志伟完成签到,获得积分10
34秒前
pacify完成签到 ,获得积分10
36秒前
L拉丁是我干死的完成签到,获得积分10
36秒前
snubdisphenoid完成签到,获得积分10
41秒前
47秒前
48秒前
bubu完成签到,获得积分10
54秒前
大胆路人完成签到 ,获得积分10
54秒前
luluyang完成签到 ,获得积分10
55秒前
小海螺完成签到 ,获得积分10
59秒前
惠惠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
周洋完成签到,获得积分10
1分钟前
健忘洋葱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
家伟完成签到,获得积分10
1分钟前
高高从霜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
家伟发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
QAQSS完成签到 ,获得积分10
1分钟前
快乐的保温杯完成签到,获得积分10
1分钟前
allrubbish完成签到,获得积分10
1分钟前
黄瑾发布了新的文献求助10
1分钟前
三七二十一完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大卫完成签到,获得积分10
1分钟前
cocofan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
boymin2015完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zheng完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
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 7521965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9108900
关于积分的说明 19447386
捐赠科研通 7125241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3254909
关于科研通互助平台的介绍 2423118
邀请新用户注册赠送积分活动 2241715