Artículo de método
Los electrodos flexibles tienen una amplia gama de aplicaciones en robótica blanda y electrónica portátil. El protocolo actual demuestra una nueva estrategia para fabricar electrodos altamente estirables con alta resolución a través de canales microfluídicos definidos litográficamente, lo que allana el camino para futuros sensores de presión suave de alto rendimiento.
Los electrodos flexibles y estirables son componentes esenciales en los sistemas sensoriales artificiales blandos. A pesar de los recientes avances en electrónica flexible, la mayoría de los electrodos están restringidos por la resolución del patrón o la capacidad de impresión de inyección de tinta con materiales superelásticos de alta viscosidad. En este documento, presentamos una estrategia simple para fabricar electrodos compuestos estirables basados en microcanales, que se pueden lograr raspando compuestos de polímeros conductores elásticos (ECPC) en canales microfluídicos en relieve litográficamente. Los ECPC se prepararon mediante un método de evaporación de disolventes volátiles, que logra una dispersión uniforme de nanotubos de carbono (CNT) en una matriz de polidimetilsiloxano (PDMS). En comparación con los métodos de fabricación convencionales, la técnica propuesta puede facilitar la fabricación rápida de electrodos estirables bien definidos con lodos de alta viscosidad. Dado que los electrodos en este trabajo estaban compuestos de materiales totalmente elastoméricos, se pueden formar fuertes interconexiones entre los electrodos basados en ECPC y el sustrato basado en PDMS en las interfaces de las paredes del microcanal, lo que permite que los electrodos exhiban robustez mecánica bajo altas tensiones de tracción. Además, también se estudió sistemáticamente la respuesta mecánico-eléctrica de los electrodos. Finalmente, se desarrolló un sensor de presión suave combinando una espuma de silicona dieléctrica y una capa de electrodos interdigitados (IDE), y esto demostró un gran potencial para los sensores de presión en aplicaciones de detección táctil robótica blanda.
Los sensores de presión suave se han explorado ampliamente en aplicaciones como pinzas robóticas neumáticas1, electrónica portátil2, sistemas de interfaz hombre-máquina3, etc. En tales aplicaciones, el sistema sensorial requiere flexibilidad y capacidad de estiramiento para garantizar el contacto conforme con superficies curvilíneas arbitrarias. Por lo tanto, requiere que todos los componentes esenciales, incluidos el sustrato, el elemento transductor y el electrodo, proporcionen una funcionalidad consistente en condiciones extremas de deformación4. Además, para mantener un....
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1. Síntesis de los purines ECPCs
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Siguiendo el protocolo, los ECPC se pueden modelar a través del canal microfluídico, lo que conduce a la formación de electrodos estirables con una alta resolución. Las figuras 3A, B muestran fotografías de electrodos blandos con diferentes diseños de trazas y resoluciones de impresión. La Figura 3C muestra los diferentes anchos de línea de los electrodos fabricados, incluidos 50 μm, 100 μm y 200 μm. La resistencia de cada electrodo se presenta .......
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En este protocolo, hemos demostrado un nuevo método de impresión basado en canales microfluídicos para electrodos estirables. El material conductor del electrodo, la suspensión ECPC, se puede preparar mediante el método de evaporación del disolvente, que permite que los CNT se dispersen bien en la matriz PDMS, formando así un polímero conductor que exhibe una capacidad de estiramiento tan alta como el sustrato PDMS.
En el proceso de raspado, la suspensión ECPC se llena rápidamente en el canal .......
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Los autores no tienen nada que revelar.
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China bajo la subvención 62273304.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cámara | DIGITAL OPLENIC | ||
| Nanotubos de carbono (CNTs) | Nanjing Xianfeng Nanotecnología | Diámetro: 10-20 nm, longitud: 10-30 μ m | |
| Agitador de placa calefactora | Thermo Scientific | Super-Nuova+ | Equipo de agitación y calentamiento |
| Medidor LCR | Keysight | E4980AL | Equipo de medición de capacitancia |
| Microscopio | SDPTOP | ||
| Multímetro | Fluke | Equipo de medición de resistencia | |
| Horno | Yamoto | DX412C | Equipo de calefacción |
| Mascarilla fotográfica | Shenzhen Weina Tecnología | ||
| electrónica Fotorresistencia | Microchem | SU-8 3050 | |
| Polidimetilsiloxano (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 | Elastómero |
| de silicona Espuma | de silicona lisa en | Soma Foama 25 | Silicona de platino de dos componentes Espuma flexible |
| Oblea de silicona | Suzhou Crystal Silicon Electronic & Tecnología | Diámetro:2 pulgadas | |
| Agitador | IKA | Color Squid | Equipo de agitación |
| Tolueno | Sinopharm Reactivo | Solvente para la preparación de ECPCs | |
| Trietoxisilano | Macklin |
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