Prof. Chen Taos team vid Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) utvecklade en flexibel och självanpassningsbar luftflödessensor som möjliggörs av bioinspirerat tunt membran, som förmedlas av den reversibla mikrofjädereffekten. Studien publicerades i Avancerade funktionella material .

Luftflödessensorer baserade på mekanisk deformationsmekanism har fått ökad uppmärksamhet tack vare sin utmärkta flexibilitet och känslighet. Dock, Att tillverka mycket känsliga och självanpassande luftflödessensorer via enkla och kontrollerbara metoder är fortfarande en utmaning.

Inspirerad av fladdermössens vingmembran som visar unik luftflödesavkänningskapacitet, forskare vid NIMTE förberedde grafen/enväggiga nanorör (SWNT)-Ecoflex-membran (GSEM), som kan överföras godtyckligt och därefter anpassas till olika plana/böjda och släta/grova ytor.

Tack vare den reversibla mikrofjädereffekten, forskare utvecklade en mycket känslig och självanpassande GSEM-baserad luftflödessensor.

När luftflödet applicerades, mikroskalig deformation av mellanlager SWNTs ledde till betydande variation av kontaktresistans, ger den utvecklade GSEM-baserade luftflödessensorn överlägsna egenskaper inklusive detektionsgränsen för ultralågt luftflödeshastighet (0,0176 m s-1), snabb svarstid (~ 1,04 s) och återhämtningstid (~ 1,28 s).

Som ett bevis på konceptet, den GSEM-baserade luftflödessensorn kan användas för att realisera beröringsfri manipulation. Via en tröskelkontroll, det applicerades på ett smart fönstersystem för att framgångsrikt realisera de intelligenta öppna och stänga beteendena.

Dessutom, forskare designade en rad luftflödessensorer för att differentiera storleken och den rumsliga fördelningen av den applicerade luftflödesstimulansen. Integrerad i ett trådlöst fordonsmodellsystem, den GSEM-baserade luftflödessensorn kan känsligt fånga information om flödeshastigheten för att realisera realtidsmanipulation av rörelseriktningen.

Detta mikrofjädereffektbaserade luftflödesavkännande system visar stor potential inom områdena bärbar elektronik och beröringsfri intelligent manipulation.