成果简介
皮肤是人体最大的器官，可以在细微处感知环境。例如，指尖在网状层中包含强大的受体，可以区分表面纹理的差异。一个重要因素是神经细胞在检测和传递不同类型的刺激方面变得高度专业化。另一个不可忽视的原因是指纹图案在各种机械放大和信号传输中起着重要作用，因此可以实现各种时空、动态的感官信号。本文，华南理工大学 谢颖熙副教授团队在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Fingerprint-Inspired Strain Sensor with Balanced Sensitivity and Strain Range Using Laser-Induced Graphene”的论文，研究受指纹的启发，在聚酰亚胺 (PI) 薄膜上一步制备具有指纹结构的激光诱导石墨烯 (LIG)，并将其转移到 Ecoflex 基板中以组装电阻应变传感器。
在实验上，指纹启发的应变传感器表现出超快的响应时间（70 ms）、平衡的灵敏度和应变范围（在42-50% 应变范围内的应变系数为191.55）和良好的可靠性（> 1500 次循环）。自组织微裂纹，在弱机械区域开始，在重新连接/断开期间引起显着的电阻变化，但在过度拉伸后不可逆地失效。通过对微小脉冲、大身体运动、手势和语音识别的实时监测，进一步证明了指纹传感器的强大功能。
图文导读
图1. 受指纹启发的基于LIG的应变传感器的示意图。
图2. 受指纹启发的电极中单个 LIG 线的结构-性能优化
图3. 由多个平行排列的 LIG 线组成的指纹启发电极。
图4. 受指纹启发的电极的传感器性能
图5. 受指纹启发的电极的裂纹萌生机制和拉伸形态演变
图6. 在俯卧撑运动中使用受指纹启发的应变传感器监测人体运动
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.1c16646
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