造纸术是中国四大发明之一,纸是中国古代劳动人民通过长期的经验积累形成的智慧结晶,它由天然或人造纤维素纤维与添加剂组成,在人们日常生活中发挥着记录和传播信息的重要作用。那么,有没有可能使纸张服务于未来的可穿戴智能设备和人机界面应用呢?近日,中国科学院深圳先进技术研究院副研究员常煜团队与加州大学戴维斯分校教授潘挺睿团队合作,通过将离电子传感机制引入纸张中,使纸张拥有了触觉传感功能。
近年来,智能包装、智能可穿戴电子设备以及柔性人机界面引起了越来越多的关注,该领域也成为科学研究的热点。追求设备高灵敏度、低成本、3D结构性和表面适应性成为一种重要趋势。纸张作为一种柔软、可折叠、可印刷、可切割、一次性、可降解的材料,成本低廉,长期以来作为化学和生物传感的灵活平台。
团队开发的一体式离电子传感纸很好地弥补了上述缺憾。研究团队基于柔性离电子传感机制,提出了离电子传感纸(ISP)作为一体化柔性传感平台,此平台同时包含离子区域与电极区域并且具有直接印刷性、定制可切割性和三维可折叠性。ISP可以仅通过纸张特定的操作(例如打印、切割、折叠和胶合)以二维平面或三维折纸的形式构造压力传感器件。
这项工作为纸质传感平台提供了一种简单且低成本的方法,ISP展现了由离电子传感原理实现原创智能纸的概念,具有显著的传感优势,在人机界面、智能包装、健康可穿戴方面具有广泛的应用前景。该项目获得国家自然科学基金、科技部重点研发计划、广东省“珠江人才”团队计划及深圳市科技计划的支持。