我校龙云泽教授课题组在电子皮肤领域取得重要进展

新闻网讯 近日，物理科学学院龙云泽教授课题组在电子皮肤领域取得重要进展，相关成果以“Bionic Single-Electrode Electronic Skin Unit Based on Piezoelectric Nanogenerator”为题发表在国际纳米领域的顶级期刊《ACS Nano》（Volume 12，pages 8588-8596，DOI: 10.1021/acsnano.8b04244），该期刊SCI影响因子为13.7。该文共同第一作者为博士后王晓雄和硕士生宋威志，青岛大学物理学院为第一单位。

随着人工智能的快速发展，机器人的仿生研究成为热点研究课题，特别是用于压力、温度传感的电子皮肤。但是，对人类而言较为困难的数学逻辑等在人工智能领域较为容易实现，简单的触觉、视觉等对人类而言非常简单的感官知觉，在人工智能领域的实现则较为困难。因此本工作使用静电纺丝高分子PVDF纳米纤维的压电、热释电机制集成触觉和温度传感性能，实现仿生皮肤的基本功能。特别是通过合理设计双电容的电势对比，将复杂的传感器阵列双电极创新性地简化为单电极器件，从而极大地简化了电子皮肤的结构。

用手持式静电纺丝制备的单电极电子皮肤表现出优异的性能，特别是在抗短路方面，由于只需一组电极，传感单元本身避免了短路风险。而进一步的研究表明，相邻单元间的短路也不会导致传感信号的失真，这是传统双电极构型电子皮肤，特别是电阻型电子皮肤所没有的特性。这一研究一方面设计了新型的仿生电子皮肤，另一方面则提出了一类新型元器件的设计构想，基于这一构想将可设计多种新型电子元件。

除了电子皮肤，该课题组还探索了静电纺丝纳米纤维在压电-热电纳米发电机（Journal of Materials Chemistry A, 6(8), 3500-3509 (2018)）、无线智能传感器（Nanoscale, 2018, DOI: 10.1039/C8NR05292A）、药物释放与监控（Chemical Engineering Journal,350,645-652 (2018)；349, 554-561 (2018)）、可监控呼吸的纳米纤维智能口罩（ACS Applied Materials and Interfaces, 10(23),19863-19870 (2018)）、促进疤痕愈合的伤口敷料（ACS Applied Materials & Interfaces, 9(38), 32545-32553 (2017)）、快速去除室内PM2.5（Nanoscale, 9(12): 4154-4161 (2017)）、水果保鲜膜（Nanoscale Research Letters, 13,239 (2018)）等方面的应用。

此外，该课题组在研究功能材料（包括电纺纳米纤维）的光学性能（Acta Materialia,152, 148-154 (2018)；Optical Materials Express, 8(6), 1425-1434 (2018)）、低温电学和磁学性能（Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 467, 74-81 (2018)；DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.08.046；469(1), 8-12 (2019)）等方面也取得较大进展。