通过像素级顺序灰度数字光处理打印技术实现超快且无模的触觉传感器制造

《Advanced Functional Materials》：Ultrafast and Mold-Free Fabrication of Tactile Sensors via Pixel-Level Sequential Grayscale Digital Light Processing Printing

柔性触觉传感器通过无模印刷技术实现快速制造与高灵敏度检测

　　

摘要

柔性触觉传感器的开发一直受到制造方法的限制，这些方法通常复杂、成本高昂且设计灵活性有限。在这项研究中，提出了一种完全打印的、无需模具的、超快速且可扩展的制造策略，该策略基于顺序灰度数字光处理（s-gDLP）技术。通过双曝光紫外工艺和像素级灰度调制，在6秒内构建出分层微结构，随后直接沉积导电层，无需使用模具或真空技术。形成的穹顶结构具有60微米的微间隙，这种结构实现了触觉切换机制，能够抑制基线电流，从而实现超高灵敏度（10,692 kPa^?1）、快速响应（0.09秒）和低功耗（0.01伏）。利用灰度调制掩模精确定义微结构特征，使得传感器能够检测多方向力，包括剪切力和弯曲力。该工艺的可扩展性通过制造5×5传感器阵列得到了验证，这些阵列具有均匀的导电层图案，在静态和动态负载条件下均表现出稳定的性能，且信号串扰极小（1.6%）。通过这项工作，s-gDLP被证明是一种用于生产柔性可穿戴传感器和软微电子设备的变革性增材制造工具。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。