这里，通过一种简便，无掩模，高效，环保的激光直接书写技术，开发了一种柔性的高分辨摩擦电传感器阵列（TSA），用于自供电的实时触觉传感。基于图案化的激光诱导石墨烯（LIG）电极，通过上下排列的半圆形电极阵列之间的互补交点重叠处构建了16×16像素化的TSA，分辨率为8 dpi。通过特别的图案设计，降低了TSA的复杂性和数据通道的数量。同时，TSA平台具有出色的耐用性和同步性，可以实现多点触摸的实时可视化，并跟踪运动轨迹，此过程无需消耗任何功率。此外，基于LIG图案化的摩擦纳米发电机，构建了一个智能无线控制HMI系统，它是由9位数字组成的阵列式触摸屏，可用于无线控制个人电子设备。因此，自供电的TSA在主动式实时触觉感应系统，无线控制HMI，安全性身份识别等领域中，均展示了巨大的应用潜力。
 
  Figure 1. 基于LIG的柔性高分辨率TSA的制作和原理图。a）TSA制造过程的示意图。b）光学照片。c）16×16像素化TSA的示意图。d，e）导电LIG的SEM图像，f）激光功率为6.3 W时，LIG的拉曼光谱。
 
  
Figure 2. TSA中一个传感器单元的工作机制和输出性能。a，b）TSA中一个传感器单元的示意图和工作机制。c）半径为3.0 mm的上下LIG电极的输出电压。 d）随着LIG电极半径的增加，一个传感器单元的输出电压。e）图案化的LIG电极在不同弯曲角度下的电阻。f）在超过6000次的接触分离接触下进行耐久性测试。
 
  Figure 3. 基于图案化LIG的TSA触觉传感和映射。 a）信号记录系统的示意图。 b）触摸时多点触摸模式和像素输出电压的示意图。c）滑模示意图和像素输出电压示意图。d）用手指写字母“ H”，“ E”，“ N”，“ U”的示意图。e）输出电压强度的二维映射的俯视图。
 
  
Figure 4. 基于LIG模式的TENG智能无线HMI系统。a）无线控制系统的示意图。b）无线HMI系统的原理图。c）数字触摸屏中感应单元的输出峰值电压。d）模拟摩擦电输出信号。e）从（d）通过处理电路输出的方波。f）由HMI系统点亮无线控制的LED灯。g）LED照明灯的放大照片。
  
       该研究工作由河南大学Xin Wang 和东华大学Zhaoling Li课题组于2021年发表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文：Flexible High-Resolution Triboelectric Sensor Array Based on Patterned Laser-Induced Graphene for Self-Powered Real-Time Tactile Sensing。

转自《石墨烯杂志》公众号