手的感覺感受器在接受到外界刺激時(shí),會(huì)將不同形式的物理刺激轉(zhuǎn)化為信息編碼,進(jìn)而通過感覺神經(jīng)細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行交互。近年來,針對仿生機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人和假體使用者設(shè)計(jì)出大量電子皮膚傳感器。然而,設(shè)計(jì)出具有優(yōu)異力學(xué)性能、高導(dǎo)電性和易于集成的無源手部傳感陣列仍然面臨一系列挑戰(zhàn)。
近期,太原理工大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院張虎林教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種集成熱電凝膠陣列的可穿戴觸覺手套,在深度學(xué)習(xí)幫助下進(jìn)行手語/物體識別。利用溶劑交換和鹽析效應(yīng)成功制備出具有高強(qiáng)度、韌性和離子導(dǎo)電性的熱電水凝膠。該團(tuán)隊(duì)首先將PVA粉末和DMSO經(jīng)過高溫?cái)嚢栊纬汕膀?qū)體溶液(DMSO破壞PVA鏈間的氫鍵)。然后,在室溫下,溶液凝膠化,并將凝膠浸泡在含有[Fe(CN)6]4-/3-的水溶液中制備熱電凝膠。該凝膠具有很高的拉伸強(qiáng)度(3.8 MPa)和韌性(7.5 MJ m-3),離子電導(dǎo)率為1.84 S m-1。此外,熱電凝膠還具有出色的粘附性,能夠牢固地粘附在碳纖維上,粘附強(qiáng)度可達(dá)14.8 kPa,從而保持在柔性/可穿戴設(shè)備上的粘接界面。
圖 5物體識別交互
作者簡介:張虎林,太原理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、學(xué)術(shù)委員會(huì)委員,山西省青年拔尖人才、三晉英才-拔尖骨干人才,山西省青年科技工作者協(xié)會(huì)理事、中國青年科技工作者協(xié)會(huì)理事、四川省杰出青年基金獲得者。2012-2014年赴美國佐治亞理工學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng),2014年博士畢業(yè)于重慶大學(xué)并被電子科技大學(xué)直聘為副教授。2017年在香港理工大學(xué)訪學(xué)1年,并于年底受聘為太原理工大學(xué)教授。研究方向?yàn)闊o源智能傳感,已在Adv. Mater.、Nano Lett.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy等國際一流學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI論文100余篇,其中第一/通訊作者53篇(22篇IF>10),論文被引用7500余次,h因子為42,申請美國專利4項(xiàng)、中國專利9項(xiàng)(已授權(quán)5項(xiàng)),所做的工作曾被CNN、BBC、NanoWerk、科學(xué)網(wǎng)、科技日報(bào)、中國科學(xué)報(bào)、太原日報(bào)等報(bào)道,研究成果獲評2023年MINE優(yōu)秀青年科學(xué)家、JMCC Emerging Investigators-2022、2020年山西省科技功勛、2019年山西省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(排名第1)。主持國家自然科學(xué)基金、山西省自然科學(xué)基金、山西省科技合作與交流專項(xiàng)、四川省杰出青年基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題等,另參與多項(xiàng)課題。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150816
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