在《华尔街日报》最近发表的一篇文章ACS材亚博网站下载料信,研究人员提出了一个详细的讨论与电子皮肤材料和设备相关的挑战。亚博网站下载
研究:挑战在材料和设备的电子皮肤亚博网站下载。图片来源:洛伦佐萨拉/ Shutterstock.com
背景
电子皮肤是一个灵活的和可穿戴电子系统,模拟生物皮肤的功能和机械特性,并在近年来获得了广泛的关注。因此,这些据电子比典型的笨重设备的灵活性和功能,增加获得关注领域的软机器人,假肢和健康监测。app亚博体育
解决上述机电标准电子皮肤,许多研究进行了重点是合成弹性材料,以及构造弹性结构和可穿戴传感器非常敏感。亚博网站下载
虽然一直在努力把最电子在各种材质的应用程序从日常医疗先进机器人,巨大的挑战不成熟的材料选择和不平衡的设备性能等妨碍了商业化的过程。电子皮肤仍然需要紧凑的集成方法,而不是仅仅堆积包括先进的仿生特性,数组实现,和生物相容性的设计为了获得竞争优势在传统电子产品。
关于这项研究
在目前的研究中,作者们提出的困难与电子皮肤的设计有关。他们在电特性研究变形的影响,在测量精度和稳定性问题,建设性的多种感觉的整合,生产技能,为大规模生产和流程。他们从设备的角度强调了这些问题准备、材料改性、系统设计和设备准备以及可能的研究领域。
一些见解从材料、系统和设备提出了提供一亚博网站下载个全面的方法来设计和制造据电子系统级。重复使用变形的影响,讨论了传感器的性能,和先进的功能。
未来的发展趋势和潜在的电子皮肤广泛应用进行了讨论。具体的材料选择,以亚博网站下载确保灵活性和拉伸性,允许设备和系统适应与变形的表面检测项。发展的一般状态和当前障碍对变形的影响,综述了电子皮肤。
观察
在很多研究中,绝缘体被利用作为衬底,以及介质和包装层。由于他们的高拉伸性和灵活性,聚合物是常用的。高分子材料的力学性能大大增强了综合创造分子和聚合物链。亚博网站下载一些研究报道,电子元件的活跃,导电,和柔软的材料,如金属材料、碳材料、导电聚合物、半导体聚合物,和二维材料。亚博网站下载
即使1000次,基于这样的半导体晶体管的流动显示稳定的保持能力。水分含量为90.8%,水凝胶的固有multilength规模结构展示优秀的柔软和良好的强度。在一个研究中,弹性导体的接口和黄金之间的联锁结构和聚二甲基硅氧烷(PDMS)显示高附着力(> 2 MPa)和循环稳定性(> 10 000周期)。
高度的线性拟合,即。0.997,能减少氧化石墨烯(rGO)电影60%应变弹性带显示的工作范围。此外,印刷不对称micro-supercapacitors(超导公司)显示良好的电容保留96%超过20000周期,这意味着三维分层为大规模印刷材料可能是有用的功能材料。亚博网站下载
结论
总之,这项研究阐明机械特点、综合感官性能、仿生功能,和潜在的应用电子皮肤,连同他们的重大障碍和最近的努力。作者讨论了可能的优化方法在材料和设备结构。亚博网站下载他们还回顾了最近的进步在仿生功能应用程序的挑战,如自愈、多通道检测、基于数组的感知和生物相容性。他们强调,这些功能奠定基础等实际应用复杂的机械手和获得各种生理信号。
据观察,一个完全集成的电子皮肤系统还应该包含一个信号处理模块、能源供应单位和反馈效应。柔性电池,自备方法和当前研究课题中无线供电电子皮肤能源供应,这是电子元件的关键。同时,高性能有机和低维材料晶体管的发展可以帮助创建的电路更加灵活。
虽然已经取得了显著的进展在逻辑制造单元,模拟计算电路,和智能传感器,未来的研究应该关注困难阻碍大规模部署。作者认为,添加一个效应成电子皮肤系统提供了大量的潜在的扩大其应用范围。
源
张,J。李,J。程,W。在材料和设备,等。挑战的电子皮肤。亚博网站下载ACS材亚博网站下载料信件,(4)577 - 599 (2022)。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs亚博网站下载materialslett.1c00799
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