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:39
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
刚刚
薛晓博完成签到,获得积分10
刚刚
YAO完成签到 ,获得积分10
刚刚
Jade0259完成签到 ,获得积分10
1秒前
可可发布了新的文献求助10
1秒前
莫道桑榆完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小耳朵完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
健忘的灵槐完成签到,获得积分10
1秒前
上官若男应助牛马采纳,获得10
2秒前
李爱国应助babi覃采纳,获得10
2秒前
爱虹遍野发布了新的文献求助10
2秒前
Sublimation完成签到,获得积分10
2秒前
木子弓长发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
elliot完成签到,获得积分10
3秒前
Krystal完成签到,获得积分10
3秒前
蔡佩翰完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
邦邦完成签到,获得积分10
4秒前
桐桐应助111采纳,获得10
4秒前
Jasper应助lilei采纳,获得10
4秒前
可爱的人雄完成签到,获得积分10
4秒前
Mr_龙在天涯完成签到,获得积分10
5秒前
宋璐宏完成签到,获得积分10
5秒前
桐桐应助畅快雪碧采纳,获得10
6秒前
2052669099应助123采纳,获得10
6秒前
6秒前
mosthool关注了科研通微信公众号
7秒前
刘运丽发布了新的文献求助10
7秒前
贺呵呵完成签到,获得积分10
7秒前
苗觉觉发布了新的文献求助10
7秒前
小枣发布了新的文献求助10
7秒前
明亮的妙芙完成签到,获得积分10
8秒前
番茄大王完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
aaaaaa发布了新的文献求助10
8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
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6051775
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7864198
关于积分的说明 16271197
捐赠科研通 5197124
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2780890
邀请新用户注册赠送积分活动 1763794
关于科研通互助平台的介绍 1645784