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
XX完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
李爱国应助kktsy采纳,获得10
1秒前
小橘子完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
甜粥完成签到,获得积分10
2秒前
hc发布了新的文献求助10
2秒前
cxszt发布了新的文献求助10
3秒前
asdghr发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
大轩发布了新的文献求助10
4秒前
一兜哇发布了新的文献求助10
4秒前
CJ完成签到,获得积分10
4秒前
酷波er应助yaya采纳,获得10
4秒前
dimo完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
研友_LNVjyL发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
传奇3应助wy采纳,获得10
5秒前
chenhao完成签到,获得积分10
6秒前
小羊发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
优秀香烟发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
Hello应助yyyyy采纳,获得30
8秒前
一兜哇完成签到,获得积分10
9秒前
是的发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
小孙孙发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
烤蹄子发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
南国梦宇发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
喜悦半莲完成签到,获得积分10
13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
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Nature-Inspired Computing: Concepts, Methodologies, Tools, and Applications 600
Perfectionism in School 600
Organizational Behavior 510
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 7730248
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9282105
关于积分的说明 20147649
捐赠科研通 7307768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3303445
关于科研通互助平台的介绍 2456227
邀请新用户注册赠送积分活动 2311881