來源：《中國科學(xué)報(bào)》 第4版 綜合
發(fā)布時(shí)間：2024-04-10
本報(bào)訊（見習(xí)記者孫丹寧） 近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員姜鵬、副研究員陸曉偉以及包信和院士團(tuán)隊(duì)開發(fā)出柔性、可穿戴長波紅外光熱電探測器，并將其用于電子皮膚非接觸溫度感知。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。
仿生觸覺是智能機(jī)器人感知外部環(huán)境刺激的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)觸覺系統(tǒng)中，觸覺傳感器需要與外部環(huán)境進(jìn)行物理接觸以獲取溫度信息，無法在接觸前對外部刺激作出預(yù)判。因此，發(fā)展具有非接觸溫度感知能力的先進(jìn)觸覺傳感技術(shù)，將為機(jī)器人交互感知領(lǐng)域帶來全新體驗(yàn)。
光熱電探測器基于光熱、熱電兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程，可在無須制冷、無須偏置電壓、無接觸的條件下實(shí)現(xiàn)對長波紅外輻射的靈敏探測。
研究團(tuán)隊(duì)在具有長波紅外吸收能力的柔性聚酰亞胺襯底上，構(gòu)建了Te/CuTe熱電異質(zhì)結(jié)，制備出高靈敏度、柔性、可穿戴長波紅外光熱電探測器。Te/CuTe熱電異質(zhì)結(jié)一方面可以提升復(fù)合薄膜的熱電功率因子，起到降低器件噪聲的作用；另一方面可以通過降低光學(xué)反射損耗，提升器件靈敏度。
在非接觸式溫度感知測試中，當(dāng)目標(biāo)溫度從零下50℃上升至110℃，所制備的柔性光熱電探測器靈敏度均優(yōu)于商業(yè)剛性熱電堆，溫度分辨能力可達(dá)0.05℃。以此為基礎(chǔ)，研究團(tuán)隊(duì)利用該紅外探測器在接近輻射源過程中響應(yīng)電壓的斜率變化，開發(fā)了動(dòng)態(tài)溫度預(yù)警系統(tǒng)，使得軟體機(jī)械手對熱源進(jìn)行預(yù)先判定。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202313911
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