Høj ydeevne, fleksibel, transparent kraftfølersensor til bærbare enheder

Forskere har rapporteret en højtydende og gennemsigtig nanoforce-berøringssensor ved at udvikle en tynd, fleksibel, og gennemsigtig hierarkisk nanokomposit (HNC) film. Forskerteamet siger, at deres sensor samtidigt indeholder alle de nødvendige tegn til industriel anvendelse:høj følsomhed, gennemsigtighed, bøjning ufølsomhed, og fremstillbarhed.

Force touch sensorer, der genkender placeringen og trykket af eksterne stimuli har modtaget betydelig opmærksomhed til forskellige applikationer, såsom bærbare enheder, fleksible displays, og humanoide robotter. I årtier, enorme mængder forskning og udvikling er blevet afsat til at forbedre trykfølsomheden for at realisere sensorer i industriel kvalitet. Imidlertid, det er fortsat en udfordring at anvende kraftfølsensorer i fleksible applikationer, fordi sensorens ydeevne kan ændres og forringes af induceret mekanisk belastning og deformation, når enheden er bøjet.

For at overvinde disse spørgsmål, forskergruppen fokuserede på udviklingen af ​​ikke-luftspaltesensorer for at bryde væk fra den konventionelle teknologi, hvor kraftfølsensorer skal have luftgab mellem elektroder for høj følsomhed og fleksibilitet.

Den foreslåede ikke-luftgab kraftfølsensor er baseret på en gennemsigtig nanokompositisolator, der indeholder metal-nanopartikler, som kan maksimere kapacitansændringen i dielektrikerne i henhold til trykket, og et nanogreringssubstrat, der kan øge gennemsigtigheden såvel som følsomheden ved at koncentrere trykket. Som resultat, det lykkedes teamet at fremstille en meget følsom, gennemsigtig, fleksibel kraftfølersensor, der er mekanisk stabil mod gentaget tryk.

Desuden, ved at placere følerelektroderne på det samme plan som det neutrale plan, kraftberøringssensoren kan fungere, selv ved bøjning til kuglepenens radius, uden ændringer i ydelsesniveauer.

Den foreslåede kraft-berøring har også opfyldt kommercielle overvejelser i masseproduktion såsom ensartethed i store områder, reproducerbarhed i produktionen, og pålidelighed i henhold til temperatur og lang tids brug.

Endelig, forskergruppen anvendte den udviklede sensor på en pulsovervågning, der kan bæres af en sundhedspleje, og opdagede en menneskelig puls i realtid. Ud over, forskergruppen bekræftede med HiDeep, Inc., at en syv tommer storarealsensor kan integreres i en kommerciel smartphone.