Følsomhetsforbedring av myke kapasitive trykksensorer ved hjelp av en løsningsmiddelfordampningsbasert porøsitetskontrollteknikk

Myke trykksensorer spiller en viktig rolle i utviklingen av "menneske-maskin" taktil følelse i myk robotikk og haptiske grensesnitt. Spesielt har kapasitive sensorer med mikrostrukturerte polymermatriser blitt utforsket med betydelig innsats på grunn av deres høye følsomhet, brede linearitetsområde og raske responstid. Imidlertid er forbedringen av sensorytelsen ofte avhengig av den strukturelle utformingen av det dielektriske laget, noe som krever sofistikerte mikrofabrikasjonsanlegg. Denne artikkelen rapporterer en enkel og rimelig metode for å fremstille porøse kapasitive trykksensorer med forbedret følsomhet ved hjelp av løsningsmiddelfordampningsbasert metode for å justere porøsiteten. Sensoren består av et dielektrisk lag av porøs polydimetylsiloksan (PDMS) bundet med topp- og bunnelektroder laget av elastiske ledende polymerkompositter (ECPC). Elektrodene ble fremstilt av skrapebeleggende karbonnanorør (CNT) -dopede PDMS-ledende oppslemming til muggmønstrede PDMS-filmer. For å optimalisere porøsiteten til det dielektriske laget for forbedret sensorytelse, ble PDMS-løsningen fortynnet med toluen av forskjellige massefraksjoner i stedet for å filtrere eller male sukkerporedannende middel (PFA) i forskjellige størrelser. Fordampningen av toluenløsningsmidlet tillot rask fremstilling av et porøst dielektrisk lag med kontrollerbare porøsiteter. Det ble bekreftet at sensitiviteten kunne forbedres mer to ganger når forholdet mellom toluen og PDMS ble økt fra 1:8 til 1:1. Forskningen foreslått i dette arbeidet muliggjør en billig metode for å fremstille fullt integrerte bioniske myke robotgripere med myke sensoriske mekanoreceptorer av justerbare sensorparametere.