近日,國際頂級期刊《Advanced Functional Materials》(自然指數期刊、中科院一區top、影響因子18.5)以文題“A Flexible Impact Sensor of Interpenetrating-Phase Composite Architecture with High Mechanical Stability and Energy-Absorbing Capability”在線發表了77779193永利官网李靖副教授團隊聯合清華大學柳占立教授、燕山大學郭澍講師在柔性抗沖擊傳感器領域的最新研究進展(原文鍊接:https://doi.org/10.1002/adfm.202419882)。

柔性機電傳感器作為新興智能電子設備的基石,在可穿戴健康監測、人工電子皮膚、腦機接口和軟機器人等領域廣泛應用,其靈活性和共形性克服了傳統剛性傳感器的局限,發展迅速。然而,在實際應用中,傳感器常受動态載荷影響,如高頻振動和瞬态沖擊,可能導緻柔性傳感組件機械不穩定,甚至損壞,影響測量範圍和傳感精度。例如在軍事沖突個人防護中,柔性傳感平台需承受外部沖擊并保持可靠性。團隊針對傳統柔性傳感器在遭遇意外沖擊時易發生結構失穩和損壞,限制了其測量範圍和精度等問題,報道了一種基于互穿相複合材料架構的新型高性能柔性抗沖擊傳感器,該架構為柔性傳感器提供了卓越的機械穩定性和能量吸收能力。提出了一種多設計策略,通過模仿飲料吸管形狀的波紋結構,結合内部互穿相導電核心,來增強傳感器的穩定性和能量吸收能力。團隊構建了外部波紋結構和内部互穿相MWCNTs@CF/PDMS複合材料的複合架構,該架構展現出了出色的結構穩定性、循環性能和能量吸收能力,同時保持了低密度和優異的機電性能,解決了柔性傳感器在沖擊載荷下的機械失穩和能量吸收不足的問題。該傳感器在可穿戴健康監測、軟機器人、人機交互等領域具有廣泛應用前景。
我院22級研究生王逸逍為共同作者,李靖副教授為通訊作者。該工作獲得了國家自然科學基金(52205147)的支持。據悉,李靖副教授團隊近年來在柔性抗沖擊傳感器領域展開了大量工作,除上述相關研究外,該團隊還在該領域發表了一系列其他高水平論文(Journal of Materials Chemistry C 2024, 12:17742-17788、Polymers 2024, 16(10):1337、Journal of Materials Research and Technology 2023, 26:9315-9327、Journal of Materials Research and Technology 2023, 24:9045-9057、Composites Part B – Engineering 2022, 232(1):109617、Advanced Intelligent Systems 2021, 3(11):2100070)。