华中科技大学《JMCC》：基于碳纤维织物的自供电磁电触觉传感器，用于软体机器人的传感，具有耐酸性/碱性环境

1成果简介 

用于软体机器人的自供电触觉传感器需要对材料和结构进行非常规设计，以适应机器人的柔软性以及对恶劣工作环境（例如、酸或碱环境）。然而，它们往往容易受到结构断裂和环境腐蚀的影响，这会破坏传感性能并为自传感软机器人的制备提供技术挑战。本文，华中科技大学黄剑瑜（第一通讯作者）与苏彬教授课题组在《J.Mater.Chem.C》期刊发表名为“Carbon fabric based self-powered magnetoelectric tactile sensors for soft robot’s sensing with resistances to acidic/alkaline environments”的论文，研究首先展示了由柔性碳布和磁性弹性体组成的基于碳织物的磁电触觉传感器（C-METS）。与使用铜线作为导电部件的传统传感器相比，C-METS 具有良好的柔软性和耐恶劣酸碱环境的能力。

由于使用了碳纤维织物，C-METS 可以在 10 000 次循环后进行压制和恢复，表明长期耐用性。通过实验结果和麦克斯韦数值模拟验证了磁电感应的工作机理。此外，两个磁场相反的C-METS组装在软体机器人的前后部分，赋予机器人多方向的传感能力。我们期望 C-METS 可以为碳纤维织物作为导电材料开发灵活和稳定的磁电传感器提供一条新途径。

2图文导读  

 图1、C-METS的制备工艺和微观结构分析

图2、 C-METS的自供电机制

图3、各种参数对C-METS输出电压的影响。

图4、C-METS 和 Cu-METS 对酸性/碱性环境的抵抗力和灵活性。

图5、C-METS在软体机器人中的应用，赋予软体机器人感知和适应外界刺激的能力。

3小结 

总之，我们通过简单地将柔性碳布和磁性弹性体组装在一起，设计了一种具有自供电能力的新型碳纤维基磁电压力传感器。这种自供电传感器表现出良好的灵活性和稳定性，可用于酸性或碱性环境。C-METS 可以组装在软体机器人中以感知外部触觉信息。

文献：

• DOI

• https://doi.org/10.1039/D1TC03416B

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来源：文章来自JMCC网站，由材料分析与应用整理编辑。

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