中国化学会第32届学术年会
重要日期
注册参加会议 登录会议管理
线上墙报
基于仿生多级结构的光增强超灵敏压力传感器
李乐乐 俞世雄 汪娟娟 刘恩平 赵景新 鲁从华*

分会

第五十四分会:仿生材料化学

摘要

近年来,因压力传感器在健康实时监测,人机交互界面和人工智能领域等领域的潜在应用而备受科学家们的关注。然而,如何提高压力传感器的性能,尤其是与应用密切相关的灵敏度和检测下线,一直是一个巨大的问题。针对上述问题,我们报道了一种光增强的超灵敏压力传感器。我们将玫瑰花表面的多级结构引入到压力传感器的基底层中,又结合了导电层中聚吡咯的纳米皱纹结构,由此创造出一种从毫米级到纳米级的嵌套多级结构(来自玫瑰花模板的结构:纳米褶,微米柱和毫米级的叶脉;来自聚吡咯的原位起皱结构:纳米皱纹)。该结构赋予了传感器优异的综合性能,例如超高的灵敏度(70 KPa-1, <0.5 KPa),超低的检测下限(0.88 Pa),较宽的检测范围(0.88 Pa-32 KPa)和快速的响应(30 ms)。更进一步地,我们发现通过简单的光照,我们可以将压力传感器的灵敏度进一步地提升至120 KPa-1并且将检测下限降低至0.41 Pa。这种光增强的电性能来源于两方面。一方面,由于聚吡咯出色的光热效应,压力传感器在光照过程中发生热膨胀的同时增加了多级结构的形变能力,使得多级结构之间产生更紧密的贴合,从而形成了更多的导电通路。另一方面,聚吡咯的光电流效应在光照的条件下得以产生。两者的协同效应导致了光照过程中电流的大幅度提高。这种灵活的光控方法已应用于压力传感器阵列的远程控制和选区调节。这种光控的策略和多级结构的引入有望用来设计下一代的多功能可穿戴式电子设备。

关键词

压力传感器;生物模板;表面起皱;高灵敏度;光增强

线上墙报仅限年会已缴费参会代表观看。

您还没有登录,请您先 点击这里登录