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《Carbon》:Nomex紙基雙面激光誘導(dǎo)石墨烯

星之球科技 來源:石墨烯聯(lián)盟2022-03-16 我要評論(0 )   

1成果簡介在萬物互聯(lián)的必然趨勢推動下,人機交互技術(shù)逐漸滲透到人們的日常生活中。捕捉人類行為的接收設(shè)備和提供機器反饋的響應(yīng)設(shè)備是人機界面的關(guān)鍵組成部分。雖然由于...

1成果簡介

在萬物互聯(lián)的必然趨勢推動下,人機交互技術(shù)逐漸滲透到人們的日常生活中。捕捉人類行為的接收設(shè)備和提供機器反饋的響應(yīng)設(shè)備是人機界面的關(guān)鍵組成部分。雖然由于材料特性和設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制,以組織良好的方式集成接收和響應(yīng)設(shè)備是一個巨大的挑戰(zhàn)。本文,重慶大學(xué)Guanya Wang、北京科技大學(xué)陶璐琪、清華大學(xué)任天令等研究人員在《Carbon》期刊發(fā)表名為“Nomex paper-based double-sided laser-induced graphene for multifunctional human-machine interface”的論文,研究在Nomex 紙上的形成激光誘導(dǎo)石墨烯,并基于其壓阻和熱聲效應(yīng)提出了一種有效的交互策略。通過簡單地組裝三層雙面激光定制的Nomex紙來實現(xiàn)接收指令(壓力感應(yīng)能力)和提供反饋(發(fā)聲能力)的功能集成。該集成器件不僅對類似于輕柔手指按壓(約10kPa)的壓力具有靈敏的響應(yīng)(約50ms響應(yīng)時間),而且可以發(fā)出具有更大聲音的高質(zhì)量聲音信號壓力水平(約70分貝在1W/cm2功率密度)。此外,還展示了兩個概念驗證演示,即按音頻墊和響應(yīng)命令的耳機,以證實信息交換活動的可行性。

2圖文導(dǎo)讀


圖1。這項工作中概念的示意圖。


圖2。原始和激光劃刻的Nomex紙的特征


圖3。不同激光參數(shù)制備的Nom.-LIG和Nom.-DSLIG的特性


圖4。用于接收行為指令的壓阻性能評估。


圖5。用于反饋直覺信息的熱聲性能評估。


圖6?;贜om.-DSLIG的HMI演示。

3小結(jié)

通過研究直接激光在Nomex紙上的照射,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過兩次激光劃線后可以生成圖案化的石墨烯層。通過降低激光掃描速率或增加激光功率可以有效地提高它們的導(dǎo)電性和質(zhì)量。此外,對于通過激光在Nomex紙的兩面劃線形成的夾層結(jié)構(gòu),當(dāng)激光功率提高到一定程度時,可以在外層Nom.-LIG層之間形成導(dǎo)電通路。壓阻和熱聲效應(yīng)也被系統(tǒng)地探索為接收指令和提供反饋的功能基礎(chǔ)。結(jié)果表明,PCP-Nom-DSLIG 可以作為一個有效的敏感層來檢測高于某個閾值的壓力,而 NCP-Nom-LIG 可用作聲源以產(chǎn)生具有更高聲壓級的所需聲波。隨后,針對HMI應(yīng)用提出了具有良好壓力傳感和發(fā)聲能力的多功能設(shè)備,該設(shè)備通過組裝三層具有三種激光功率的Nom.-DSLIG來實現(xiàn)。這項工作為在單個設(shè)備中開發(fā)多功能集成鋪平了新的道路。尤其是Nom.-DSLIG的外層LIG層之間的不同導(dǎo)電特性,可以通過簡單的調(diào)節(jié)激光功率來獲得,這意味著我們可以根據(jù)需要建立模塊層之間的電連接關(guān)系。因此,作者相信Nom.-DSLIG在其他先進(jìn)電子產(chǎn)品中也有巨大的應(yīng)用前景。

文獻(xiàn):

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.03.026


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