近日,北京大学信息科学技术学院张海霞教授课题组与前沿交叉学科研究院陈东敏教授课题组合作,通过传统压阻传感机制与新型摩擦传感机制的有机结合,实现了在同一器件上同时检测大小、方向不同的弯曲和正压力,大大提升了器件集成度。
联合课题组一方面结合海绵材料的多孔特性与碳纳米管的高长宽比特性,设计出特殊的器件结构,从而可同时对弯曲的大小和方向加以检测;另一方面,针对电阻信号在弯曲和压力作用下所出现的信息混淆,独创性地利用摩擦起电原理,有效利用静电感应信号,准确分离压力信号和弯曲信号,从而极大提高了多功能器件的检测精确性,实现全方向的高灵敏度检测,应用领域得以拓展。相关研究成果以《基于可拉伸的碳纳米管-聚氨酯海绵的全方向弯曲和压力传感器》为题,于2016年12月初在线发表于材料科学领域重要期刊《先进功能材料》。
在多功能电子皮肤研究方向上,张海霞课题组长期致力于以静电摩擦电信号为主的多参数高灵敏度主动式传感研究,解决了原有结构复杂、稳定性差等挑战性问题;此前成功研发采用模拟定位方法的自驱动柔性透明多功能电子皮肤和采集人体运动能量的高灵敏度可穿戴器件,系列成果陆续发表于《美国化学会·纳米》、《纳米能源》、《先进材料》、《先进电子材料》等主流期刊,开启了静电摩擦发电机在主动式电子皮肤集成多功能检测的新篇章,具有广阔的应用前景。
文章链接:
Haotian Chen, et al, "Omnidirectional Bending and Pressure Sensor Based on Stretchable CNT-PU Sponge," Advanced Functional Materials, DOI: 10.1002/adfm.201604434
张海霞教授简介:
北京大学信息科学技术学院教授,博导,Email:hxzhang@pku.edu.cn
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研究方向:微电子学,微机电系统。
陈东敏教授简介:
北京大学前沿交叉学科研究院教授,Email:dongminchen@pku.edu.cn
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研究方向:专长于凝聚态实验物理学,半导体及光电物理,纳米微电子,RRAM 存储器,微机电(MEMS)工艺技术和CMOS-MEMS集成的微系统工程学,传感网络技术。在哈佛大学任职十五年内,成功地主持设计制造成室温及低温UHV-STM实验系统。在国际上首家成功制造出具有原子分辩力的双探针-STM和低温超导磁场-STM新仪器,并将这些研发设备用于钠米量子物理现象的研究,在国际著名学术刊物上发表学术文献六十多篇。陈东敏博士在半导体集成电路,微机电工艺,显示技术,传感技术等方面有诸多的发明,拥有美国和其他国际专利100多项。
(本文来源:北京大学新闻网;)
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