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
奇衡三发布了新的文献求助10
刚刚
丘比特应助质谱仪采纳,获得10
1秒前
JamesPei应助janevava采纳,获得30
1秒前
合适的凡完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
inspirx完成签到,获得积分10
3秒前
机智的若翠完成签到,获得积分20
4秒前
zz完成签到,获得积分10
4秒前
小陈买房完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
无昵称完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
崔佑齐完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
qsx发布了新的文献求助30
11秒前
寒来暑往发布了新的文献求助10
11秒前
piu不吃葡萄完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
崔佑齐发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
质谱仪发布了新的文献求助10
15秒前
ZUZU完成签到 ,获得积分10
16秒前
木木发布了新的文献求助10
19秒前
郭书磊发布了新的文献求助10
19秒前
JamesPei应助麦克尔采纳,获得10
20秒前
嘻嘻哈哈应助徐佳乐采纳,获得10
20秒前
沉默便当应助曼波采纳,获得30
20秒前
ZUZU关注了科研通微信公众号
20秒前
Elsa完成签到 ,获得积分10
22秒前
谦让泽洋发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
充电宝应助lhy采纳,获得10
23秒前
SciGPT应助郭书磊采纳,获得10
27秒前
Owen应助坚定的棕采纳,获得20
28秒前
v0id应助清爽的大树采纳,获得10
29秒前
天天快乐应助去嗨皮采纳,获得10
29秒前
可爱的函函应助Jessyue采纳,获得10
31秒前
天真的汉堡完成签到,获得积分10
31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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
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
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 7446457
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9046735
关于积分的说明 19286471
捐赠科研通 7071460
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3239582
关于科研通互助平台的介绍 2403648
邀请新用户注册赠送积分活动 2223877