Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Гибкие электроды имеют широкий спектр применения в мягкой робототехнике и носимой электронике. Настоящий протокол демонстрирует новую стратегию изготовления электродов с высокой растяжимостью и высоким разрешением через литографически определенные микрофлюидные каналы, что прокладывает путь для будущих высокопроизводительных датчиков мягкого давления.

Аннотация

Гибкие и растягивающиеся электроды являются важными компонентами мягких искусственных сенсорных систем. Несмотря на последние достижения в области гибкой электроники, большинство электродов ограничены либо разрешением рисунка, либо возможностью струйной печати сверхэластичными материалами с высокой вязкостью. В этой статье мы представляем простую стратегию изготовления растягивающихся композитных электродов на основе микроканалов, которая может быть достигнута путем соскабливания эластичных проводящих полимерных композитов (ECPC) в литографически тисненые микрофлюидные каналы. ECPC были получены методом выпаривания летучих растворителей, который обеспечивает равномерную дисперсию углеродных нанотрубок (УНТ) в матрице полидиметилсилоксана (PDMS). По сравнению с традиционными методами изготовления, предлагаемая технология может способствовать быстрому изготовлению четко определенных растягивающихся электродов с высоковязкой суспензией. Поскольку электроды в этой работе были изготовлены из полностью эластомерных материалов, между электродами на основе ECPC и подложкой на основе PDMS на границах раздела стенок микроканалов могут образовываться прочные взаимосвязи, что позволяет электродам проявлять механическую прочность при высоких деформациях на растяжение. Кроме того, систематически изучался и механико-электрический отклик электродов. Наконец, мягкий датчик давления был разработан путем объединения диэлектрической силиконовой пены и слоя межпальцевых электродов (IDE), и это продемонстрировало большой потенциал для датчиков давления в приложениях мягкого роботизированного тактильного зондирования.

Введение

Мягкие датчики давления широко используются в таких приложениях, как пневматические роботизированные захваты1, носимая электроника2, системы человеко-машинного интерфейса3 и т. д. В таких приложениях сенсорная система требует гибкости и растяжимости для обеспечения конформного контакта с произвольными криволинейными поверхностями. Следовательно, для обеспечения постоянной функциональности в экстремальных условияхдеформации 4 требуются все основные компоненты, включая подложку, преобразующий элемент и электрод. Кроме того, для поддержания высоких характеристик срабатывания д....

протокол

1. Синтез суспензии ECPCs

  1. Диспергируют УНТ в растворитель толуола в массовом соотношении 1:30 и разбавляют основание PDMS толуолом в массовом соотношении 1:1.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Вся экспериментальная процедура, показанная на рисунке 1, должна проводиться в хорошо вентилируемом вытяжном шкафу.
  2. Магнитно перемешивают суспензию УНТ/толуол и раствор ПДМС/толуола при комнатной температуре в течение 1 ч.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг позволяет хорошо диспергировать УНТ в матрице PDMS на следующем этапе.
  3. Смешайте суспензию УНТ/толуол и раствор ПДМС/толуола с образованием жидкой смеси УНТ/ПДМС/толуол и магнитно....

Результаты

Следуя протоколу, ECPC могут быть структурированы через микрофлюидный канал, что приводит к образованию растягивающихся электродов с высоким разрешением. На рисунках 3А, В показаны фотографии мягких электродов с различными конструкциями трассировок и разрешен?.......

Обсуждение

В этом протоколе мы продемонстрировали новый метод печати на основе микрофлюидных каналов для растягивающихся электродов. Проводящий материал электрода, суспензия ECPC, может быть получен методом испарения растворителя, который позволяет УНТ хорошо диспергироваться в матрице PDMS, обра?.......

Раскрытие информации

Авторам раскрывать нечего.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая в рамках гранта 62273304.

....

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
CameraOPLENIC DIGITAL CAMERA
Carbon nanotubes (CNTs)Nanjing Xianfeng Nano-technologyDiameter:10-20 nm,Length:10-30 μm
Hotplate StirrerThermo ScientificSuper-Nuova+Stirring and Heating Equipment
LCR meterKeysightE4980ALCapacitance Measurment Equipment
MicroscopeSDPTOP
MultimeterFlukeResistance measurment Equipment
OvenYamotoDX412CHeating equipment
Photo maskShenzhen Weina Electronic Technology
PhotoresistMicrochemSU-8 3050
Polydimethylsiloxane (PDMS)Dow CorningSylgard 184Silicone Elastomer
Silicone FoamSmooth onSoma Foama 25Two-component Platinum Silicone Flexible Foam
Silicone waferSuzhou Crystal Silicon Electronic & TechnologyDiameter:2inch
StirrerIKAColor SquidStirring Equipment
TolueneSinopharm Chemical ReagentSolvent for the Preparation of ECPCs
TriethoxysilaneMacklin

Ссылки

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

JoVE193

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены