可拉伸的應(yīng)變傳感器在可穿戴電子設(shè)備、義肢以及柔性機(jī)器人等多個領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，比如運(yùn)動監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)、柔性機(jī)器人的感知和控制。具有高應(yīng)變范圍、小遲滯和快速響應(yīng)速度的應(yīng)變傳感器可以用于精確測量物體的大范圍動態(tài)變形。目前，大部分可拉伸的應(yīng)變傳感器是基于可拉伸的導(dǎo)電材料(比如導(dǎo)電聚合物、液態(tài)金屬等) 用于電阻式或者電容式傳感。盡管這些傳感器可以實(shí)現(xiàn)較大的拉伸性，但也表現(xiàn)出較大的電機(jī)械遲滯、較慢的反應(yīng)和恢復(fù)速度、缺乏長期穩(wěn)定性等缺點(diǎn)。
圖1 折紙電容式應(yīng)變傳感器的設(shè)計、傳感原理和構(gòu)造。
圖2 基本傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計以及傳感器形成和拉伸的力學(xué)特性。
圖3 傳感器拉伸測試以及不同傳感器結(jié)構(gòu)的性能表征曲線。
圖4 傳感器性能的表征包括響應(yīng)和恢復(fù)時間、應(yīng)變速率、應(yīng)變分辨率以及傳感器的重復(fù)性能。
圖5 傳感器在測量柔性臂的形變上的應(yīng)用。
這項(xiàng)研究以"High-stretchability and low-hysteresis strain sensors using origami-inspired 3D mesostructures”為題發(fā)表在Science Advances上。南加州大學(xué)航空與機(jī)械系助理教授趙航波為論文通訊作者，博士生黃星豪為論文第一作者。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh9799
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