超伸缩的基里加米零元元材料用于感应结合的大型变形
Luqin Hong1,2, Hao Zhang1,3, Tobias Kraus4,5
1Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan, 316021, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 3, 2023
概括
这项研究引入了用于先进传感应用的超伸缩基里加米平底元材料 (KPM). 这些新型材料可用于现实应用,如车辆监测和人体姿势跟踪等,用于检测大变形.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 机械超材料由于周期性微观结构而表现出可编程的变形.
- 研究正在探索超材料作为集成功能材料的基质,使其能够实现超越机械性质的高级功能,例如主动传感.
- 压电材料在应对机械应力时产生电荷,使它们适合传感应用.
研究的目的:
- 开发和表征超伸缩的kirigami压力元材料 (KPM),用于感知合的大型变形.
- 研究KPM与功能材料的集成,以实现先进的传感能力.
- 展示KPM在无线传感系统中的实际应用.
主要方法:
- 通过将压电粒子 (氧化 - PZT,氧化 - BaTiO3) 复合和极化在 каучук中制造KPM.
- 使用kirigami技术将压电膜结构成带.
- 电气性质的表征和在大变形下 (高达200%的应变) 测试可比的机械反应.
主要成果:
- 展示了超伸缩的KPM,能够感知合的大变形.
- 描述了KPM的电气性能和可视化的机械响应.
- 成功地将 PZT KPM 传感器集成到无线系统中,用于检测车辆轮胎凸起.
- 应用非有毒的BaTiO3 KPM用于人类姿势监测.
结论:
- 开发的kirigami 压力元材料为复杂变形场景下的主动传感提供了一个有前途的平台.
- 在各种应用中,KPM使机械超材料的操纵能够实现先进的功能.
- 这项研究为控制和利用机械功能超材料开辟了新的途径.
