随着由于COVID-19的非接触环境的重要性,使用触觉技术的触觉电子设备已成为新的交流媒介。
触觉技术正在应用于机器人技术或交互式显示等各种领域。触觉手套用于增强信息通信技术。可以将各种机械刺激转换为电信号的有效的压电材料,亚博网站下载反之亦然,是提高高性能触觉技术的先决条件。
由Seungbum Hong教授领导的一名研究团队通过开发陶瓷压电材料的三倍变形,证实了触觉设备的潜力。亚博网站下载为了制造高度可变形的纳米材料,研究小组使用接近场纳米图和原子层层状沉积建造了氧化氧化锌空心亚博网站下载纳米结构。
测量压电系数约为9.2 pm/v,纳米乳压压缩试验显示弹性应变极限约为10%,大于氧化锌锌锌的三倍以上。
压电陶瓷具有高弹性应变极限的高压电系数,而对于压电聚合物而言相反。因此,在高压电系数和高弹性应变限制中获得良好的性能是非常具有挑战性的。为了打破压电陶瓷的弹性极限,研究团队引入了带有纳米尺度薄壁的3D桁架样的空心纳米结构。
根据格里菲斯(Griffith)的标准,材料的断裂强度与先前存在的缺陷大小的平方根成反比。但是,在小结构中发生的大缺陷较小,从而增强了材料的强度。
因此,实现具有纳米尺度薄壁的3D桁架样中空纳米结构的形式可以扩展材料的弹性极限。
此外,整体3D结构可以在各个方向上承受大型菌株,同时防止瓶颈损失。以前,由于裂纹大小的差异很大,压电陶瓷材料的断裂特性很难控制。亚博网站下载但是,研究团队在结构上限制了裂纹大小来管理断裂性能。
洪教授的结果证明了通过使用3D空心纳米结构改善弹性极限来开发高度可变形的陶瓷压电材料的潜力。亚博网站下载由于与其他压电陶瓷材料相比,氧化锌具有相对较低的压电系数,因此将所提出的结构应用于此类组件,可以在压电活性方面提供更好的结果。亚博网站下载
“随着非接触时代的出现,情感交流的重要性正在增加。通过开发新颖的触觉互动技术,除了当前的视觉和听觉交流之外,人类还将进入一个新时代,他们可以与所有人使用所有五个感官的人进行交流,无论他们与他们同在,他们都与他们同在,洪教授说。
“尽管必须进行其他研究以实现拟议设计在触觉增强设备中的应用,但本研究具有很高的价值,因为它解决了使用压电陶瓷的最具挑战性的问题之一,特别是为其应用开辟了新的可能性,以供其应用程序供其应用程序。克服其机械限制。
这项研究在Nano Energy报道,并得到科学与ICT部,韩国研究基金会和KAIST全球奇异研究项目的支持。亚博老虎机网登录