用于触觉感知的自供能可拉伸压电橡胶皮肤电子器件

柔软、轻薄的皮肤电子器件是当今的研究热点之一,在健康监测、疾病预防及治疗方面有诸多应用.但是目前柔性能量供给器件从厚度和尺寸上仍然无法满足皮肤电子的集成要求.本文主要阐述一种应用压电橡胶复合材料的柔性皮肤电子器件,采用压电陶瓷材料锆钛酸铅(PZT)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和石墨烯的混合体系组成柔性传感器.混合后的压电橡胶材料柔软,轻薄,延展性良好,结合优化力学性能的蛇形结构叉指电极以及PDMS柔性基底,使该器件柔软、可拉伸,能与皮肤无缝紧密贴合.该触觉感知柔性皮肤电子器件不仅可以准确测量2.84—11.72 kPa范围的压力,且能够适应弯曲、拉伸等机械变化,并且在不同方向上的拉伸应变达到20%时都仍然能保持良好的压电性能,证明该器件可以在人体日常动作造成的皮肤应变下保持良好的稳定性能.该器件可以贴于体表以监测并区分触摸、点按、轻拍、敲击等动作,输出的电能足够点亮15个LED灯泡,在自供能皮肤电子领域有巨大发展和应用潜力.