报告题目:

基于生物感知结构的仿生柔性应变传感器研究

报告人:

范建华

所在单位:

吉林大学

个人简介：

范建华，副教授，博士生导师，吉林大学海外优秀博士A类人才，吉林省高层次人才。研究方向主要包括仿生智能传感与人机交互，近三年来以通讯作者或第一作者发表SCI论文30余篇，申请国家发明专利10余项。主持国家自然科学基金、吉林省重点研发、吉林省青年科技人才等项目。

摘要：

本文介绍了两种基于生物感知结构的仿生柔性传感器件。第一种是基于弹簧草蛇形结构的高强度、大拉伸柔性应变传感器。针对现有的柔性应变传感器应用在大应变和高强度工作条件时仍存在协调性差、稳定性不足等问题。本研究受弹簧草蛇形结构启发，制备了一种能够分级变形的柔性应变传感器，并且传感器选材从纳米尺度出发，选择刚柔耦合的柔性聚合物材料（SEBS）与石墨烯混合。以此制备出的柔性应变传感器不仅具有出色的应变能力（>1100%）和导电性能（电导率>100S*m-1），而且有着优异的稳定性，可在50%应变条件下循环超过500次，自主设计的传感电路极大地改善了柔性应变传感器对人体关节运动的检测难题。第二种是基于蝎子跖骨处缝感受器层状结构的三维力感知柔性应变传感器。阵列式柔性应变传感器通常用于监测外力大小和位置，然而现存的传感器在受到大负载冲击时极易发生破坏，并且难以识别不同类型的载荷信号。为解决这一问题，本研究仿蝎子缝感受器高强度、高韧性的刚柔耦合层状结构制备了一种具有优异鲁棒性的柔性应变传感器，不仅能够精确地识别作用在其上静态载荷的大小（<30N）和位置（<1mm），而且能够实时追踪其表面动态载荷的位置。对于实现三维空间外力的高精度追踪定位具有重要意义。