隨著智能材料的發展,柔性傳感器在生理監測、醫療診斷等諸多領域日益重要。傳統柔性傳感器主要依賴笨重的電子設備來顯示和記錄信號,卻無法實現數據的直觀可視化,這嚴重阻礙了其在人機交互、智能界面設計、視覺傳感等前沿領域的應用與發展。近年來,受變色龍皮膚啟發,研究人員致力于研究具有視覺交互能力的柔性傳感器,這類傳感器可通過肉眼觀察到的顏色變化,直接將刺激位點的響應可視化呈現(J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 23916; Chemical Engineering Journal, 2022, 438, 135596)。鑒于此,天府錦城實驗室白龍助理研究員、川大王云兵教授團隊系統綜述了具有結構色的視覺響應材料的常用制備方法,同時探討了如何將這些材料功能化集成到柔性傳感器中,以實現對人體運動、生理健康及外部環境的監測。值得注意的是,該綜述重點討論了光電雙信號響應與多功能化柔性視覺傳感器的最新研究進展,并強調了該技術未來發展面臨的挑戰與巨大潛力,為開發先進多功能傳感器指明了方向。
圖1. 多功能結構色柔性傳感器。
圖2. 天然結構色及結構色顯色原理。
圖3. 蛋白石/反向光子晶體柔性傳感器的制備方法、傳感機制、傳感響應及其應用。
圖4. 膽甾相液晶柔性傳感器的制備方法、傳感機制、傳感響應及其應用。
圖5. 層狀液晶柔性傳感器的制備方法、傳感機制、傳感響應及其應用。
圖6. 光電雙信號柔性傳感器的制備方法、傳感機制、傳感響應及其應用。
圖7. 具有自愈合功能的結構色柔性傳感器。
圖8. 具有黏附功能的結構色柔性傳感器。
圖9. 具有抗菌功能的結構色柔性傳感器。
圖10. 具有抗凍功能的結構色柔性傳感器。
圖11. 基于結構色的柔性視覺傳感器在未來應用中的挑戰與展望。
該綜述以“Bio-inspired multifunctional flexible visual sensors based on structural color materials”為題,發表在國際知名期刊《Chemical Engineering Journal》上。天府錦城實驗室(前沿醫學中心)的白龍助理研究員為本文第一作者,四川大學生材中心王云兵教授為通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金、四川省自然科學基金、天府錦城實驗室薪火計劃等項目的資助。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725021667?via%3Dihub
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