韩国研究人员利用压电离子效应实现应力传感可视化

电子皮肤是一种具有机械变形能力的电子传感器的多模态网络，可以感知各种外部刺激，例如机械、化学、光和热刺激。研究者们在早期致力于开发具有出色灵敏度的电子皮肤之后，现阶段的研究工作主要集中在将空间分辨的传感数据转换为最直接的读数，也就是视觉信号。

韩国汉阳大学Do Hwan Kim、韩国西江大学Moon Sung Kang等人报道了一种能够将机械刺激转化为视觉读数的电子皮肤材料。材料层由在热塑性聚氨酯基质内的离子过渡金属络合物发光体和离子液体(能够产生电化学发光(ECL))组成，其显示出对机械应力的粘-孔弹性响应。作者利用其压电离子效应开发了一种 “ECL 电子皮肤”，实现了在不使用空间分布的压力传感器阵列的情况下，将局部施加到 ECL 皮肤的应力在空间上被读取并可视化。该研究以题为“Visco-Poroelastic Electrochemiluminescence Skin with Piezo-Ionic Effect”的论文发表在《Advanced Materials》上。

文章亮点：

(1)作者报道了一种包含被液体 ECL 活性材料(发光体和电解质的混合物)包围的聚合物基质的复合材料，其对机械应力显示出粘-孔弹性响应，导致内部离子发光体的分布随应力而变化。

(2)作者利用其压电离子效应设计了一个“ECL 电子皮肤”，其能将机械刺激转换为视觉读数。该电子皮肤的设计简单，仅需将复合层夹在两个电极之间，就能表现出应力响应，发射光强度随着施加的法向/拉伸应力而增加。

(3)由于复合材料的机械响应可以局部发生并在有限的范围内引起发光体分布的变化，因此局部施加到 ECL 皮肤上的应力可以在空间上发射，而无需使用空间分布的压力传感器阵列。

总而言之，该 ECL 电子皮肤的便捷制造和独特操作有望为设计用于人机交互电子皮肤的触觉传感器提供新的见解。