上海高等研究院チームが重要な進歩を遂げた:3Dプリントによる新しい電子皮膚センサーの準備

上海高等研究院チームが重要な進歩を遂げた:3Dプリントによる新しい電子皮膚センサーの準備
出典:新民晩報

最近、中国科学院上海高等研究院の研究員である曽向瓊氏が率いるチームが、炭素材料をベースにした3Dプリントの柔軟な触覚センサーデバイスの研究で重要な進歩を遂げました。研究結果は、国際的に有名な学術誌「ACS Applied Materials & Interfaces」に掲載されました。この研究は、ウェアラブルセンシングへの新たなアプローチと、電子皮膚の開発への新たなアイデアを提供します。


電子皮膚は、電気信号の統合とフィードバックを通じて人間の皮膚が外部刺激(圧力、温度、湿度)を感知する能力をシミュレートする新しいタイプの電子デバイスです。過去数十年にわたり、電子皮膚は、インテリジェントロボット、健康モニタリング、ウェアラブルデバイス、人間とコンピューターの相互作用における幅広い応用の可能性により、世界的な注目を集めてきました。電子皮膚のさまざまなセンシング機能の中でも、特に重要なのは触覚センシングです。

このような状況において、研究チームは、人間の皮膚の構造と感知メカニズムをシミュレートすることで、ポリジメチルシロキサン(PDMS)マイクロスフィアとグラフェンを創造的に組み合わせ、指紋の微細構造を持つ新しい多機能電子皮膚を設計し、グラフェン-PDMSマイクロスフィアインクの3Dプリントによる柔軟なセンサーの作製方法を提案しました。

センシング性能の研究により、構築された電子皮膚センサーは圧力に敏感に反応するだけでなく、摩擦の大きさを効果的にフィードバックできることが分かりました。このセンサーの特性を利用して、ミクロンレベルの粗さが異なる表面を区別することができ、物体表面の微細形態や硬度などの情報を効果的に区別・識別することができます。風荷重実験により、構築されたグラフェン-PDMSマイクロスフェア触覚センサーはガスなどの流体に対しても効果的な応答を示すことがさらに検証されました。これは、構築されたグラフェン-PDMS マイクロスフィア触覚センサーが、異なる粗さの表面の検出に使用できるだけでなく、気流の監視、音の検出などにも使用できることを示しています。


皮膚センサー

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