近日,北京大学信息科学技术学院微纳电子学研究院张海霞教授课题组在材料能源领域重要期刊《纳米能源》(Nano Energy)上发表了题为《基于摩擦滑动传感和多孔压阻探测的仿指尖电子皮肤》(Fingertip-inspired electronic skin based on triboelectric sliding sensing and porouspiezoresistive pressure detection)的学术论文(DOI: 10.1016/j.nanoen.2017.08.001)。论文**作者为北大前沿交叉学科研究院博士研究生陈号天,张海霞为通讯作者。
课题组以人类指纹结构为突破口,以人体皮肤传感机制和结构为启发,通过研究皮肤传感生理机制和手指生理结构,创造性地将摩擦式动态传感与压阻式静态传感加以结合,设计了一种基于指纹结构的新型多功能电子皮肤;模仿指纹结构设计双螺旋电极的摩擦发电机,通过摩擦电压输出频率检测滑动物体的粗糙度,**提出了数字式的摩擦检测方案;模仿真皮结构制备多孔碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(CNT-PDMS),通过接触电阻变化检测压力大小,合理调控纳米导电网络及多孔率,可大幅提升压阻传感灵敏度。同时电子皮肤集成动态滑动检测和静态压力检测的功能,体现了该多功能电子皮肤在执行复杂任务的强大能力,显示了其在机器人传感领域的巨大潜力。
相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划、北京市自然科学基金等资助。