江南大学张丹/珠江医院黄国志/滑铁卢大学Boxin zhao团队《Small》：利用聚电解质复合体的表面波动制备人造指纹

2023-05-10 来源：高分子科技

指纹在身份识别，触觉传感，防伪等领域有着广泛的应用。但同时也存在一些缺陷，比如在物体表面残留泄露身份信息，戴手套后触觉传感能力下降等。因此，研发多功能特异性人造指纹成为一大挑战。

近期，江南大学张丹，南方医科大学珠江医院黄国志，加拿大滑铁卢大学Boxin zhao团队利用聚电解质复合胶条液面波动，成功研发出同时具有身份识别、抓取及触觉传感的多功能特异性人造指纹（图1）。

图1. 多功能特异性人造指纹的设计

人造指纹具有和人类指纹相似的结构和周期性（图2）、良好的韧性、摩擦性及自愈合性能（图3），可用于指纹识别、解锁手机（图4）及触觉传感（图5）。该研究首次利用聚电解质复合体的表面波动制备人造指纹（图6），为设计多功能人造指纹提供新的思路。当空气吹过聚电解质复合胶体的表面时产生表面波。同时，胶体颗粒发生垂直分层，导致较大颗粒积聚在上表面，较小颗粒堆积在底部，并通过不同空气流速下的颗粒运动模拟验证。随着水的快速蒸发，这些较大颗粒的粘度显着增加，积聚的颗粒形成凝胶层，凝固表面波，完全干燥后形成定制的特异性指纹。通过使用这种方法，可以使用两个变量 – 复合胶体的离子强度和空气流速 - 来生成各种定制的指纹。该工作以“Rippling colloidal polyelectrolyte complex for customized fingerprints with high tactile perception”为题发表在《Small》上。文章第一作者是江南大学司鹏翔副教授和南方医科大学珠江医院邹积华博士。该研究得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、广东省自然科学基金、加拿大NSERC基金的支持。

图2.人造指纹的结构及周期性

图3. 人造指纹的力学性能

图4.人造指纹的身份识别

图5.人造指纹的触觉传感

图6. 人造指纹的形成机理

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202303304

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（责任编辑：xu）

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