面向电子皮肤的智能材料构建策略
何孟涵,陈煜 (北京理工大学 材料学院)
摘要:电子皮肤作为具有模仿人类皮肤感知功能的新型的柔性可穿戴传感器,具有轻薄、柔软、灵活等特点,可将外界刺激转化为不同的输出信号,近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从构建电子皮肤的智能材料角度出发,对电子皮肤常用基体和导电填料及其几何结构构建等方面进行了综述,并基于电子皮肤应用所需面对的复杂环境对其生物相容性、黏附性、自修复性、自供电性等应用性能需求进行讨论,进而指出电子皮肤在研究过程中仍然存在对人体皮肤的综合感知性能差、制备工艺复杂且昂贵、感知刺激信号存在滞后性等问题,通过材料和结构优化提升电子皮肤基础性能,从而构建优异性能、多功能化、多种外界刺激同步检测成为电子皮肤发展趋势,并且在医疗诊断、软体机器人、智能假肢和人机交互等领域表现出极大的潜力。
关键词:电子皮肤;智能材料;传感;构建;性能
目录介绍
1 电子皮肤的组成
1.1 柔性基体
1.1.1 弹性薄膜基体
1.1.2 水凝胶基体
1.1.3 3D 海绵基体
1.2 导电介质
1.2.1 纳米导电填料
1.2.2 导电聚合物
1.2.3 离子导电介质
2 电子皮肤的几何结构
2.1 层状复合
2.2 图案化结构
3 电子皮肤的应用性能需求
3.1 生物相容性
3.2 黏附性能
3.3 自修复性
3.4 自供电性
4 结束语
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