圧力検知とトライボエレクトリックナノ発電機を統合した柔軟センサーの自己沈降による階層構造の液体金属

概要 多機能統合は、物理環境との拡張された相互作用を促進する柔軟センサーの開発において重要な側面です。しかし、現代の多機能柔軟センサーは、その複雑な構造と高コストから生じる課題に直面しています。したがって、重力誘導沈着法で作成された階層構造を持つポリジメチルシロキサン（PDMS）/液体金属（LM）膜が多機能柔軟センサーに適用されます。PDMS/LM膜は優れた柔軟性を示し、圧力センサーの柔軟電極として機能するほか、単一電極モードのトライボエレクトリックナノ発電機（TENG）としても機能します。配列構造を持つ多孔質PDMS/カーボンナノチューブ（CNT）誘電体が圧力センシングのために開発され、低圧（0～17 kPa）でも優れた感度（0.671 kPa -1）を示します。固体誘電体および多孔質誘電体と比較して、全圧力範囲にわたって感度が改善されます。このセンサーは約80 msの応答時間を達成し、卓越した安定性を示します。さらに、階層構造を持つPDMS/LM膜がTENGとして機能する際には、動的力を測定するための自己駆動型センサーとして機能し、静電圧圧力センシングの助けを借りて材料認識を支援することができます。本研究は、多機能柔軟センサーの簡素化された設計と統合に新たな視点を提供します。