南加州大学赵航波课题组Sci Adv: 基于三维折纸的可拉伸应变传感器 – 质料牛

一、南加 【导读】  

可拉伸的州大组S折纸应变传感器在可衣着电子配置装备部署、义肢以及柔性机械人等多个规模都有紧张运用，学赵好比行动监测、航波生物医学、课题柔性机械人的于维应变感知以及操作。具备高应变规模、拉伸料牛小畅通以及快捷照应速率的传感应变传感器可能用于精确丈量物体的大规模动态变形。当初，器质大部份可拉伸的南加应变传感器是基于可拉伸的导电质料(好比导电聚合物、液态金属等) 用于电阻式概况电容式传感。州大组S折纸尽管这些传感器可能实现较大的学赵拉伸性，但也展现出较大的航波机电械畅通、较慢的课题反映以及复原速率、缺少临时晃动性等缺陷。于维应变

二、【下场掠影】

美国南加州大学航空与机械系赵航波课题组报道了一种新型可拉伸的电容式应变传感器，在实现高拉伸性(200%应变)的同时有极低的畅通(1.2%)以及应变反映光阴(低于22毫秒)。这种新型传感器还能丈量缩短应变，同时具备重大的传感地域(约5 妹妹2)来精确丈量部份应变，对于应变尚有倾向性的电容变更。相关下场以“High-stretchability and low-hysteresis strain sensors using origami-inspired 3D mesostructures”为题宣告在Science Advances上。

 三、【中间立异点】

该钻研的传感器妄想受折纸艺术的开辟，接管了三维微电极妄想妨碍电容式传感，经由机械向导组装工艺制作而成。这种传感器妄想可能将大的弹性基底变形转化为三维电极的折叠，从而引起三维电极之间的电容变更。这种折叠-睁开的弹性变形具备高度可逆性，从而同时实现大拉伸规模、小畅通以及快捷照应。

 四、【数据概览】

图1  受折纸开辟的三维电容式应变传感器的妄想、传感道理以及妄想。 © 2023 AAAS

图2  根基传感器妄想妄想以及传感器组成以及拉伸的力学特色。 ©2023 AAAS

图3  传感器拉伸测试以及差距传感器妄想的功能表征曲线。 © 2023 AAAS

视频： 应变传感器在拉伸时的电容变更照应。

图4  传感器功能的表征搜罗照应以及复原光阴、应变速率、应变分说率以及传感器的一再功能。 © 2023 AAAS

图5  传感器在丈量柔性臂的形变上的运用。 © 2023 AAAS

五、【下场开辟】

该钻研提出了将三维可折叠电极与弹性基底集成用于电容式应变感知的妄想意见以及措施。作者揭示了在可拉伸基底上电极的可逆折叠/睁开使患上传感器在大应变规模内具备极小的畅通以及快捷的照应。这种微型柔性传感器颇为适用于经由重大的粘贴历程精确丈量目的物体的部份变形，在柔性机械人、可衣着以及可植入电子等规模都有潜在运用。

原文概况：Huang et al., High-stretchability and low-hysteresis strain sensors using origami-inspired 3D mesostructures. Sci. Adv. 9, eadh9799 (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adh9799

本文由Xinghao Huang供稿

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