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復旦葉明新/沈劍鋒課題組 ACS Nano：利用液態金屬和導電聚合物PEDOT設計具有高空間檢測分辨能力的非接觸式柔性電子器件

2022-11-07 來源：高分子科技

非接觸式柔性電子器件使得人們可以通過非接觸的方式實現人機交互，在實時監測人體生理信號，手勢識別和手勢控制等領域有著重要作用。目前基于電場感應機制設計柔性電子器件的研究仍然處于起步階段，所報道器件的非接觸檢測距離十分有限（通常小于20 cm），并且只能在更短的距離內（通常小于5厘米）產生清晰的非接觸響應信號，因此較低的空間檢測分辨能力嚴重阻礙了這些器件在大范圍空間中檢測人體活動信號的能力。

針對這一挑戰，復旦大學葉明新/沈劍鋒課題組通過利用鎵基液態金屬EGaIn和導電聚合物PEDOT：PSS設計了一種導電材料Ga-PP。為了論證利用Ga-PP設計非接觸式柔性電子器件的能力，他們將Ga-PP和蠶絲布料相結合設計了一種具有非接觸電場感應能力的導電織物Ga-PP-CT。在這項工作，他們詳細討論了帶有不同電荷的物體在運動過程中Ga-PP-CT非接觸響應信號的變化規律和響應機制。Ga-PP-CT的非接觸檢測距離可達1米，不但具有檢測帶電物體運動狀態的能力，還能追蹤在三維空間中運動的信號源。Ga-PP-CT即使在水下也具有非常好的非接觸響應能力。此外，Ga-PP的水溶液還能作為導電墨水，所刻畫的導電電路也具有非常好的非接觸響應能力。最后，在這項工作中他們還成功地論證了Ga-PP-CT在非接觸檢測各種人體運動的潛力。該工作以“Liquid metal-tailored PEDOT:PSS for noncontact flexible electronics with high spatial resolution”為題發表在ACS Nano上。該研究得到國家自然科學基金委的支持。