快速全色變化的交互式電子纖維傳感器件
近年來，人們對(duì)電子產(chǎn)品日益多樣化、復(fù)雜化的需求推動(dòng)了可穿戴、可拉伸電子學(xué)的快速發(fā)展。這些可拉伸電子學(xué)器件能將外部刺激轉(zhuǎn)換為可測的電學(xué)信號(hào)（電容、電阻、電流等），在人類活動(dòng)管理、健康監(jiān)測、電子皮膚等諸多領(lǐng)域具有重要價(jià)值。然而，這些電學(xué)信號(hào)無法被人眼直接捕獲，使得使用者和設(shè)備之間難以快速、直觀地互動(dòng)、可視化智能交互。
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受自然生物的體色如變色龍皮膚、章魚皮膚等能夠快速變化的啟發(fā)，精細(xì)化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張淑芬教授團(tuán)隊(duì)牛文斌副教授提出設(shè)計(jì)了一種機(jī)致變色光子晶體微管與壓阻電子纖維巧妙耦合的多鞘層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而構(gòu)建了具有高延展性和快速全色變化的交互式電子纖維傳感器件。通過重構(gòu)導(dǎo)電路徑和調(diào)節(jié)光子晶格間距，它具有同時(shí)感知和可視化其變形的獨(dú)特能力。特別是，它表現(xiàn)出在整個(gè)可見區(qū)域（從紅色到藍(lán)色）動(dòng)態(tài)的顏色變化能力，快速的光/電響應(yīng)（80 ms），和大工作范圍（0-200%）。它作為交互式傳感器件可以動(dòng)態(tài)地監(jiān)測人體大關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和肌肉的微小振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了用戶和設(shè)備之間的可視化智能交互。本研究為新興的交互式柔性器件提供了一個(gè)通用的平臺(tái)，在可穿戴電子設(shè)備、人機(jī)交互和智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。研究成果以“Interactively Full-Color Changeable Electronic Fiber Sensor with High Stretchability and Rapid Response”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊Advanced Functional Materials，2020, 30, 2000356。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)的大力支持。
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