图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speech金属薄膜断裂行为与应变传感

编号：118 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-07 16:55:09 浏览：75次收藏取消收藏

2024-05-12 13:50

20min

[K] 论坛10：能源催化与传感 [K-2] 论坛10下午

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摘要

金属薄膜基应变传感器在人机交互、健康检测、软体机器人等领域具有广泛的应用，探索开发具备超高灵敏度、可拉伸性、循环稳定性的新型金属薄膜是柔性应变传感领域的重要发展方向之一。然而，灵敏度和可拉伸性往往呈现出相互掣肘的关系，且存在循环稳定性问题，这都显著限制了金属薄膜基应变传感器的实际应用。针对这一问题，我们提出拓朴梯度设计策略，通过在金属薄膜中构筑自发形成的内在（晶粒尺寸、膜基界面）和外在（膜厚、褶皱）梯度，调控金属薄膜的断裂行为。内在和外在拓扑梯度的共同作用引起金属薄膜的多阶段多层级断裂行为，网状裂纹结构赋予金属薄膜大可拉伸性，而贯穿裂纹结构则提供了高灵敏度，最终实现了灵敏度和可拉伸性的最优协同。此外，高溅射功率诱导形成的梯度金属/高分子界面赋予传感器优异的机械循环稳定性。我们证明了拓扑梯度金属薄膜传感器在全范围人体健康/运动监测的应用。