复旦叶明新/沈剑锋课题组 ACS Nano：利用液态金属和导电聚合物PEDOT设计具有高空间检测分辨能力的非接触式柔性电子器件

2022-11-07 来源：高分子科技

非接触式柔性电子器件使得人们可以通过非接触的方式实现人机交互，在实时监测人体生理信号，手势识别和手势控制等领域有着重要作用。目前基于电场感应机制设计柔性电子器件的研究仍然处于起步阶段，所报道器件的非接触检测距离十分有限（通常小于20 cm），并且只能在更短的距离内（通常小于5厘米）产生清晰的非接触响应信号，因此较低的空间检测分辨能力严重阻碍了这些器件在大范围空间中检测人体活动信号的能力。

针对这一挑战，复旦大学叶明新/沈剑锋课题组通过利用镓基液态金属EGaIn和导电聚合物PEDOT：PSS设计了一种导电材料Ga-PP。为了论证利用Ga-PP设计非接触式柔性电子器件的能力，他们将Ga-PP和蚕丝布料相结合设计了一种具有非接触电场感应能力的导电织物Ga-PP-CT。在这项工作，他们详细讨论了带有不同电荷的物体在运动过程中Ga-PP-CT非接触响应信号的变化规律和响应机制。Ga-PP-CT的非接触检测距离可达1米，不但具有检测带电物体运动状态的能力，还能追踪在三维空间中运动的信号源。Ga-PP-CT即使在水下也具有非常好的非接触响应能力。此外，Ga-PP的水溶液还能作为导电墨水，所刻画的导电电路也具有非常好的非接触响应能力。最后，在这项工作中他们还成功地论证了Ga-PP-CT在非接触检测各种人体运动的潜力。该工作以“Liquid metal-tailored PEDOT:PSS for noncontact flexible electronics with high spatial resolution”为题发表在ACS Nano上。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图1. Ga-PP-CT的非接触响应规律和机制。

图2. Ga-PP-CT的非接触响应能力。

图3. Ga-PP-CT对人体运动信号的非接触检测。

该工作是团队关于非接触式柔性电子器件的初探，在该工作中提出了可用于设计非接触式柔性电子器件材料的相关策略，为后续相关领域的研究提出了一定的见解。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.2c08760

下载：Liquid metal-tailored PEDOT:PSS for noncontact flexible electronics with high spatial resolution

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（责任编辑：xu）

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