mac|自供电电子皮肤！基于碳点水凝胶的高性能触觉传感器( 二 ) 苹果|罗技|键盘

要点：
1.      该工作还通过透射电子显微镜（TEM）表征了水凝胶形貌，如图4a所示。碳点分散良好，并表现出具有无定形特征的球形。 PQL水凝胶因其优异的柔韧性、拉伸性和对应灵敏度而非常适合人体关节的实时运动检测。将五个PQL水凝胶固定在五个手指上，从第10个手指开始每5秒弯曲一个手指。在线监测每个手指的弯曲运动，其发光性能优异（图4d）。还对 30°、60° 和 90° 角度的单指弯曲进行了实时监测（图4e）。随着手指弯曲角度的增加，阻力变化更大。这是因为较大的弯曲角度可以使PQL水凝胶经历更多的拉伸应变，表明所制备的水凝胶在E-skin领域具有应用潜力。

要点：
1.      为解决电子皮肤能源供应的问题，该工作还设计了一种夹层结构的TENG ，硅橡胶和聚氨酯（PU）被用作摩擦层，工作机制如图5所示，当硅橡胶与PU膜接触时，由于PU膜和硅橡胶之间的摩擦电极性不同， PU垫的表面会产生正电荷。相反，硅橡胶产生负电荷（图5b）。当硅橡胶与PU膜分离时，由于静电感应， PU膜的非屏蔽正电荷积聚在水凝胶界面上（图5c）。同时，水凝胶中的自由电子移动到地面，产生电子信号。当硅橡胶表面与PU膜之间的间隔距离达到最大值时， PU垫上的正摩擦电荷与电极上的负电荷平衡良好（图5d）。当硅橡胶表面和PU垫靠近时，工作原理颠倒，电子从地面流向水凝胶导电层（图5e）。通过重复接触和分离E皮肤与人体皮肤的过程，可以产生交替的电信号。图5f显示了不同阶段感应电压的数值计算结果，定量解释了发电过程。当PU薄膜和硅橡胶之间的距离从1毫米增加到20毫米时，摩擦电层的电位从32V增加到182 V 。

要点：
1.      为了准确测试压力和频率灵敏度，该工作使用硅胶作为摩擦材料进行进一步的灵敏度测试。

要点：
1.      最后，该工作将PQL水凝胶切成小样品（约1×1cm2）进行测试。如图7a所示，随着手指压力的增加， PQL表现出更大的电压响应，这与上述测试结果一致。图7b–d描绘了由5×5组成的PQL水凝胶电子皮肤示意图。手指轻轻抚摸PQL水凝胶电子皮肤的不同字母轨迹。根据电压变化显示字母轨迹的形状和强度（图7e–h）。这些结果表明，我们的PQL水凝胶可以用作自供电的电子皮肤来感知外部刺激。

原文链接：
https://doi.org/10.1002/smll.202204365
【mac|自供电电子皮肤！基于碳点水凝胶的高性能触觉传感器】来源：碳材料前沿