• <menu id="yeocm"><tt id="yeocm"></tt></menu><menu id="yeocm"></menu>
  • <nav id="yeocm"></nav><xmp id="yeocm">
  • <menu id="yeocm"></menu>
  • <input id="yeocm"><tt id="yeocm"></tt></input><menu id="yeocm"><strong id="yeocm"></strong></menu>
  • <nav id="yeocm"></nav>
    首頁 > 新聞中心 > 科研進展
    寧波材料所在蝙蝠翼膜啟發的氣流傳感系統方面取得進展
    作者:,日期:2021-07-25

      在自然界中,生物體擁有復雜多樣的感官系統,可以對機械、溫度、濕度和其他不易察覺的外部刺激(如氣味、光線、聲音、微風等)作出反應,有效地感知環境信息。其中,氣流感知功能是生物的感覺系統的重要組成部分,它可以在不確定的環境中(如黑暗、嘈雜等)對非接觸刺激作出有效反應,以應對不可察覺的危險。實際上,在實際應用中,由于氣流感知在呼吸監測、飛機飛行控制、天氣觀測、煤礦預警等方面具有廣泛而多樣的應用,迫切需要實現敏感而迅速的氣流感知。近年來,人們為開發氣流傳感器做出了大量努力,基于機械形變機理的氣流傳感器因其優異的柔性和靈敏響應性而引起廣泛關注。然而,以一種簡單、可控的策略制造具有高靈敏度和自適應性的氣流傳感器仍然是一個挑戰。

      近期,中國科學院寧波材料技術與工程研究所陳濤研究員、肖鵬副研究員基于在碳基/高分子復合薄膜的構筑及其柔性傳感器方面的研究基礎(Chem. Mater., 2016, 28, 7125; ACS Nano, 2019, 13, 4368; Nano Energy, 2019, 59, 422; Nature Commun., 2020, 11, 4359; Nano Energy, 2021, 81, 105617等),受到蝙蝠翼膜優異的氣流感知能力啟發,開發了一種基于微彈簧效應的高效氣流傳感系統。

      本工作采用界面自組裝和原位功能化手段在水/空氣界面實現了石墨烯/單壁碳納米管(SWNTs)- Ecoflex復合薄膜(GSEM)的構筑。其中,由于石墨烯和碳納米管雜化形成特殊的微彈簧結構,導致在氣流刺激下接觸電阻急劇變化,賦予該氣流傳感器優異的傳感性能,包括超低的流速檢測下限(0.0176 ms-1)、快速響應時間(≈1.04 s)和恢復時間(≈1.28 s)?;贕SEM的氣流傳感器可以共形貼附在不同基底表面(包括玻璃片、柔性硅膠板、圓底燒瓶底和粗糙石頭表面)并表現出穩定相似的氣流傳感性能,展示出優異的自適應性。作為概念驗證,該氣流傳感器可用于實現非接觸操縱。它可應用于智能窗戶系統,實現流速閾值控制的窗戶智能開關行為。此外,科研人員設計了一個氣流傳感器陣列用來區分所施加的氣流刺激大小和空間分布,基于GSEM的氣流傳感器被進一步集成到一個無線小車系統中并能夠靈敏地捕獲氣流流速信息,實現小車運動方向的實時操縱。未來,基于微彈簧效應的氣流傳感系統有望在可穿戴電子設備和非接觸式智能操縱領域獲得廣泛應用。

      該工作以“Bionic Adaptive Thin-Membranes Sensory System Based on Microspring Effect for High-Sensitive Airflow Perception and Noncontact Manipulation”為題發表在Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10. 1002/adfm. 202105323。本研究得到了國家自然科學基金(52073295、51803226)、國家自然科學基金委中德交流項目(M-0424)、中科院前沿科學重點研究項目(QYZDB-SSW-SLH036)、中國科學院國際合作局(174433KYSB20170061)及王寬誠國際交叉團隊(GJTD-2019-13)等項目的資助。

    受蝙蝠翼膜啟發的高靈敏和自適應的薄膜式氣流傳感器的示意圖

    氣流傳感器在非接觸式操縱中的應用:a) 基于氣流閾值控制窗戶智能開關,b) 利用氣流傳感器陣列實現無線小車運動方向的實時操控

     ?。ǜ叻肿优c復合材料實驗室 周偉)

    男人的网站
  • <menu id="yeocm"><tt id="yeocm"></tt></menu><menu id="yeocm"></menu>
  • <nav id="yeocm"></nav><xmp id="yeocm">
  • <menu id="yeocm"></menu>
  • <input id="yeocm"><tt id="yeocm"></tt></input><menu id="yeocm"><strong id="yeocm"></strong></menu>
  • <nav id="yeocm"></nav>