Sensado Estirable y Cumplidor de Estrés, Presión y Vibración de Estructuras Suaves Deformables
Autores: Yeo, Darren Zi Hian; Cai, Catherine Jiayi; Chen, Po-Yen; Ren, Hongliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Los dispositivos robóticos suaves y médicos se beneficiarán enormemente de sensores de presión elásticos y conformables que pueden detectar deformaciones y fuerzas de contacto para el control y la seguridad de las tareas. Además del pandeo 2D tradicional a través de sustratos planos, ha surgido el pandeo 3D a través de sustratos curvados como un enfoque alternativo para generar morfologías de arrugas jerárquicas altamente convolutas y ajustables. Tales arrugas pueden proporcionar ventajas en la detección de presión, como una mayor sensibilidad, ultra-elasticidad y la detección de curvaturas cambiantes. En este trabajo, fabricamos sensores elásticos utilizando electrodos de MXene arrugados obtenidos del pandeo 3D. Luego caracterizamos el rendimiento de los sensores en la detección de deformaciones, presión y vibraciones. El electrodo de MXene arrugado fabricado mostró una alta elasticidad de hasta el 250% y tiene una sensibilidad a la deformación de 0.1 entre el 0 y el 80%. El sensor de presión de MXene de dos capas fabricado mostró una sensibilidad a la presión de 0.935 kPa y 0.188 kPa en el rango inferior.
Descripción
Los dispositivos robóticos suaves y médicos se beneficiarán enormemente de sensores de presión elásticos y conformables que pueden detectar deformaciones y fuerzas de contacto para el control y la seguridad de las tareas. Además del pandeo 2D tradicional a través de sustratos planos, ha surgido el pandeo 3D a través de sustratos curvados como un enfoque alternativo para generar morfologías de arrugas jerárquicas altamente convolutas y ajustables. Tales arrugas pueden proporcionar ventajas en la detección de presión, como una mayor sensibilidad, ultra-elasticidad y la detección de curvaturas cambiantes. En este trabajo, fabricamos sensores elásticos utilizando electrodos de MXene arrugados obtenidos del pandeo 3D. Luego caracterizamos el rendimiento de los sensores en la detección de deformaciones, presión y vibraciones. El electrodo de MXene arrugado fabricado mostró una alta elasticidad de hasta el 250% y tiene una sensibilidad a la deformación de 0.1 entre el 0 y el 80%. El sensor de presión de MXene de dos capas fabricado mostró una sensibilidad a la presión de 0.935 kPa y 0.188 kPa en el rango inferior.