我院硕士生在《Nano Energy》发表研究论文

作者:冯元宵 张成 编辑:吴豪 张丽如 吴仰天       发布于:2019-06-06 11:24:22       浏览次数:

近日,纳米能源与系统领域知名期刊《Nano Energy》(影响因子13.12)相继在线刊发了我院硕士研究生冯元宵、张成的两项研究成果,并均为第一作者。

A Self-powered Smart Safety Belt Enabled by Triboelectric Nanogenerators for Driving Status Monitoring(一种基于摩擦纳米发电传感器的用于驾驶状态监测的自供能智能安全带)”成果中提到,针对道路交通事故频发及应用于驾驶状态监测的微纳传感器件供能存在的挑战,冯元宵所在研究团队将摩擦纳米发电传感器集成于现有驾驶环境中,制备出一种自供能智能安全带,能够实时监测疲劳驾驶及激进驾驶等危险行为。一方面,综合负泊松比材料及摩擦纳米发电机的优点,研发了具备负泊松比性能的摩擦纳米发电传感器,其具有灵敏度高、响应速度快、应变测量区间大等特点,在40%~100%应变下灵敏度达到0.89V/cm2,能实时监测驾驶员的呼吸状态以及前倾位移,为疲劳驾驶的判别提供参考;另一方面,研发了翘曲型摩擦发电传感器,其开路电压与压缩距离具备良好的线性相关度,灵敏度高达47.2 V/cm3,开路电压峰值达到12.06V,响应时间为28ms,具有优异的线性度、稳定性及一致性,阵列化后集成于安全带上可以实时监测驾驶员的偏转方向及角度,为激进驾驶的判别提供依据。

在“A Stretchable Dual-mode Sensor Array for Multifunctional Robotic Electronic Skin(一种用于机器人电子皮肤的多传感原理可拉伸传感器)”成果中表示,机器人电子皮肤是目前柔性电子领域的重要研究方向,针对现阶段大多数电子皮肤类传感器功能单一、测量区域窄、灵敏度低等问题,张成所在研究团队将摩擦发电式传感器在低压区域灵敏度高和电容传感器测量区域大的特点结合,首次提出基于电容和摩擦发电原理双模态传感机制的可拉伸传感器。该多功能传感器可以实现对压力、拉伸应变、定位距离和硬度等物理参数的检测,在<120KPa压力测量范围保持较高的灵敏度,同时还具备区分压力和拉伸载荷的能力。除此之外,本文还将传感器单元及阵列应用于仿生机械手的触觉传感和接近传感,能够识别出外部导体的三维形状,同时还能够区分不同材料的硬度。

 

冯元宵、张成于2017年保送至我院攻读硕士学位,是我院数字制造装备与技术国家重点实验室研究员吴豪回校工作后招收的第一批研究生,入学后在导师指导下针对柔性电子器件、机器人触觉感知等方向开展原创性研究,相关工作得到了科技部“智能机器人”重点研发计划(2018YFB1304700)、国家自然科学基金委国际重点合作项目及“共融机器人”重大研究计划(91648115, 51820105008)等项目的支持。

 

 

论文链接:http://www.kannayuri.com/info/1103/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519304495

                      http://www.kannayuri.com/info/1103/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519304525