青岛大学田明伟曲丽君用于人机交互水凝胶封装的触摸感应织物
柔性触摸感应设备引起了对可穿戴电子产品和人机交互的广泛关注。 离子触摸感应水凝胶是这些场景的理想选择,但吸收的水很容易从水凝胶中蒸发,减少了它们的工作时间和稳定性。
图1 触摸感应织物的制造。 a) 芯吸沉积工艺和防水整理。b) PAAM-LiCl 水凝胶的热聚合过程。d) 触感织物的结构。e, f) 触感织物的柔韧性和超薄特性。
最近,青岛大学科研 团队提出了一种由无纺纤维素织物组成的触感织物系统,作为包覆有水凝胶填充层的护套层。 所得触摸感应织物具有超薄结构(1 mm),并具有低检测阈值(50 Pa)、高耐用性(100k 次)、应变/压力不敏感和极高的触摸定位精度。在概念验证中,智能触摸感应手套配备了面料,可以作为灵活的触摸感应设备执行人机交互。
图 2. 触摸感应织物的表面表征。 a) PAAM-LiCl 水凝胶的微观结构。b, c) 石墨烯芯吸沉积前后织物形态的变化。d) 织物的防水整理。e) 水凝胶和无纺纤维素织物的导电性。
图3 触摸感应织物的触摸原理。 a) 触摸感应织物的测试过程。b) 三个位置的接触电流变化。c) 触摸感应织物的触摸电流。e) 弯曲后,接触电流变化趋势。e) 触摸感应织物的检测阈值和压力不敏感。f,g) 压缩装置的图像和触摸感应织物的触摸稳定性。
图4 触感织物的超长期稳定性和交互显示。 a)在室温下放置7天后,触感织物和水凝胶的重量变化率比较。b) 触感织物的超长期稳定性原理。c) 智能遥控手套的形象和功能。d) 交互功能原理。e-g) 智能遥控手套的人机交互。
相关论文以题为 Touch-sensing fabric encapsulated with hydrogel for human-computer interaction 发表在 《Soft Matter》 上。 通讯作者 是 青岛大学智能可穿戴技术研究中心 田明伟教授 、共同作者是 曲丽君教授 。
参考文献 :
doi.org/10.1039/D1SM01096D
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