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
NexusExplorer应助lx采纳,获得10
1秒前
顺顺顺福发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
4秒前
独特忆灵发布了新的文献求助10
4秒前
呆萌谷兰发布了新的文献求助10
4秒前
HZH完成签到,获得积分10
4秒前
可可发布了新的文献求助10
6秒前
冬日暖阳完成签到,获得积分10
7秒前
minnanfan完成签到 ,获得积分10
9秒前
Ying瀅发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
jhb关闭了jhb文献求助
11秒前
渺渺完成签到 ,获得积分10
12秒前
有匪完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
斯文败类应助淡定的板栗采纳,获得10
14秒前
土豆粉和林完成签到,获得积分10
14秒前
Pt-SACs完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
Fairy完成签到,获得积分10
17秒前
无花果应助金鱼采纳,获得10
17秒前
sciman完成签到,获得积分10
19秒前
milan完成签到 ,获得积分20
19秒前
Cccccyh发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
炙热曲奇完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研通AI6.3应助sunny采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
25秒前
失眠幻灵完成签到 ,获得积分10
25秒前
soilman应助乐乐采纳,获得20
26秒前
27秒前
27秒前
qq发布了新的文献求助10
27秒前
cong完成签到,获得积分10
28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
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7471884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9066986
关于积分的说明 19332181
捐赠科研通 7092042
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3245945
关于科研通互助平台的介绍 2414618
邀请新用户注册赠送积分活动 2230830