Distribución de Strain Heterogénea Basada en Microcanales Gated Programables para Detección de Strain Ultrasensible y Estable

Desarrollar sensores de strain altamente sensibles requiere caminos de conducción capaces de cambiar rápidamente entre desconexión y reconexión en respuesta al strain. Los canales iónicos en organismos vivos controlan exactamente el cambio del canal a través de compuertas compuestas por proteínas, logrando corrientes iónicas cambiantes. Aquí, inspirado en las características de compuerta de los canales iónicos, se propone un sensor de strain fluido programable mejorado mediante el control de caminos iónicos a través de la distribución de strain heterogénea de micropilares discretos. Durante la elongación, la contracción y el cierre de los espacios laterales entre micropilares discretos debilitan enormemente o incluso casi cortan el camino de conducción, resultando en un aumento de órdenes de magnitud en la resistencia y, por lo tanto, una ultrahigh sensibilidad. Al ajustar la forma de combinación y los parámetros estructurales de los micropilares discretos en el canal fluido, se puede personalizar la sensibilidad y el rango de strain. Así, se obtienen un factor de calibración de hasta 45 300 y un rango de elongación del 590%. Gracias al mecanismo de compuerta fluida, no se puede observar desajuste mecánico en la interfaz, superando el problema de estabilidad de detección de sensores flexibles. El sensor propuesto se puede utilizar para detectar toda la gama de movimientos humanos e integrarse en un guante de datos para lograr interacción humano-máquina.