寧波材料所：在蜘蛛網啟發(fā)的高性能壓阻式氣流傳感器中取得進展

在該工作中，作者采用界面自組裝和原位復合策略，構筑了基于石墨烯/碳球雜化感應層的彈性非對稱薄膜，并將其設計成自支撐構型，以實現(xiàn)高性能氣流傳感器的構建。其中，自支撐結構賦予該薄膜靈敏捕捉氣流擾動的能力，并以不同程度的形變響應氣流刺激。值得注意的是，該自支撐薄膜在不同強度的氣流作用下表現(xiàn)出動態(tài)的感應機制。

當小氣流作用時，縱向壓縮增加了雜化體系中石墨烯片層間的電接觸并表現(xiàn)出正電流變化。隨著氣流增加，橫向拉伸效應逐漸增強，材料內部導電通路被破壞，表現(xiàn)出負電流響應行為。正是由于材料內部存在動態(tài)應變競爭機理，該傳感器能感知低至0.0087 m s-1的極其微弱氣流，同時能檢測高達23 m s-1的大氣流刺激。

不僅如此，自支撐結構使其能夠以低至0.1 s的時間快速響應氣流刺激，并能監(jiān)測高達1150次的循環(huán)氣流刺激，表現(xiàn)出優(yōu)異的性能穩(wěn)定性。基于該傳感器出色的氣流響應能力，開發(fā)了的智能蜘蛛網系統(tǒng)，實現(xiàn)了對氣流刺激方向、位置和強弱的實時檢測和預警，并進一步實現(xiàn)非接觸式控制虛擬蜘蛛的運動行為，為開發(fā)用于智能仿生系統(tǒng)和高效人機交互的高性能氣流傳感系統(tǒng)開辟了一條新途徑。

來源：傳感器專家網