华中科技大学在柔性电子皮肤器件领域取得重要进展

近日,柔性电子领域国际著名期刊《Advanced Functional Materials》(影响因子15.621)在线刊发了机械学院柔性电子团队在机器人电子皮肤领域的研究成果,题为“Bioinspired Triboelectric Nanogenerators as Self-Powered Electronic Skin for Robotic Tactile Sensing(仿生摩擦纳米发电机作为机器人触觉传感的自供电电子皮肤)”。机械学院2016级硕士生姚果为本文第一作者,吴豪研究员为通讯作者,中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士为共同通讯作者。

近年来,电子皮肤因在机器人、人机交互和医疗健康领域的巨大应用潜力而备受关注,针对现阶段大多数电子皮肤类传感器受能源限制问题,吴豪研究团队将摩擦纳米发电机和仿生结构结合起来,制备了能自供电的仿生电子皮肤,并展示了其在机器人触觉传感方面的应用团队通过对天然植物表面微纳形貌的复制,在摩擦层上形成互锁的微观结构,以增强摩擦电效应;制备聚合物材料的微毛结构提高电负性,使得压力测量的灵敏度提高了约14倍;通过对机械手与人握手时的握手压力和手指弯曲角度的表征,验证了仿生电子皮肤传感器的触觉感知能力。此传感器还可用于触觉对象识别,以测量表面粗糙度和识别硬度。该传感器制作简单,在机器人灵巧操作、假肢、人机交互界面等领域具有广阔的应用前景。

柔性电子团队近年来围绕柔性电子制造工艺与装备、柔性电子器件及其应用等领域取得了一大批高水平研究成果。吴豪自2016年6月回校工作以来从事柔性电子器件及其在机器人、人机交互、人体健康监测等领域的研究工作,作为通讯作者或第一作者发表论文十余篇,其中11篇发表在中科院一区TOP类期刊,7篇发表在影响因子>10的国际权威期刊,1篇入选ESI高被引论文。研究团队开发了基于多种传感原理的多模态机器人电子皮肤(Nano Energy, 2019 (62), 164.),利用摩擦发电原理实现了多种柔性可穿戴传感器件(Nano Energy, 2019 (62), 197;Advanced Materials. 2016, 28, 9881.),开发了应用于人机共融交互的表皮生理电极(ACSApplied Materials & Interfaces , 2019,11, 8567;National Science Review, 2018, 5(11), 799.),实现了应用于机器人抓取的超高压静电吸附器件(ACS Nano, 2018, 12(10), 10262.)等等。团队与美国加州理工学院、复旦大学、中科院北京纳米能源与系统研究所等相关领域高水平研究团队开展合作,相关工作也得到了科技部“智能机器人”重点研发计划(2018YFB1304700)、国家自然科学基金委重点国际合作项目及“共融机器人”重大研究计划(91648115, 51820105008)等项目的支持。

来源 华中科技大学新闻网

论文链接

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201907312

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