人物简介
成果集锦
人类使用周期性隆起的指尖,通过基于离子的快速和慢速自适应机械转换,精确感知物体的特征。然而,设计具有指尖般触觉能力的人造离子皮肤仍然具有挑战性,因为结构顺从性和压力感测准确性之间存在矛盾(例如,抗拉伸干扰和纹理识别)。受指尖结构和模数对比层次结构的启发,作者推出了一种从非平衡Liesegang图案化过程中生长出来的美学离子皮肤。这种离子皮肤具有嵌入在柔软水凝胶基质中的周期性硬脊,能够实现无应变干扰的摩擦电动态压力传感以及振动触觉纹理识别。通过与另一种压阻离子凝胶耦合,我们进一步制作了一种人工触觉感觉系统,作为一种柔软的机器人皮肤,来模仿手指在抓取动作中同时存在的快速和慢速适应的多模态感觉。作者的方法可能会启发未来在软机器人和修复术中智能应用的高性能离子触觉传感器的设计。
Qiao, H., Sun, S. and Wu, P. (2023), Non-equilibrium-Growing Aesthetic Ionic Skin for Fingertip-Like Strain-Undisturbed Tactile Sensation and Texture Recognition. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2300593. https://doi.org/10.1002/adma.202300593
光子离子弹性体(PIEs)能够产生多种信号输出,在柔性交互电子领域引起了人们的兴趣。然而,制造同时具有机械强度、良好的离子导电性和明亮的结构颜色的pie仍然具有挑战性。在这里,作者通过在弹性体中引入锂和氢键的协同效应来打破限制。由于锂离子和聚合物基体中的羰基之间的锂键以及二氧化硅纳米粒子(SiNPs)表面的硅烷醇与聚合物链上的醚基之间的氢键,pie表现出高达4.3 MPa的机械强度和高达8.6 MJ m-3的韧性。同时,由于锂键贡献的离解离子和氢键稳定的非紧密堆积的SiNPs的存在,在机械应变下,PIEs可以实现同步的电学和光学输出。此外,由于其不含液体的性质,馅饼表现出非凡的稳定性和耐用性,可以承受包括高温和低温以及高湿度在内的极端条件。这一工作为构建高性能光子离子导体提供了一条有前途的分子工程途径。
Peng, L., Hou, L. and Wu, P. (2023), Synergetic Lithium and Hydrogen Bonds Endow Liquid-free Photonic Ionic Elastomer with Mechanical Robustness and Electrical/optical Dual-output. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2211342. https://doi.org/10.1002/adma.202211342