用于柔性交互界面的木质触觉传感器设计

摘要

开发兼具环境友好性、独特美学触感与高性能的柔性触觉传感器，是推动可持续人机交互技术发展的关键。针对此问题，提出一种基于天然木材的柔性触觉传感器制备新策略。该方法首先通过脱木质素及半纤维素处理天然木材，得到保留微观多孔结构的柔性透明木质模板。然后，通过原位聚合在该模板内部均匀负载聚吡咯，并利用导电银浆进行图案化打印，最终构建三明治结构传感器。该传感器在保持木材触感和机械柔性的同时，实现高精度压力检测，为柔性触觉交互界面提供可靠方案。性能评估结果表明，该木基柔性传感器在2～10 kPa的不同压力下能够稳定地通过自身的非线性动态响应进行初步数据处理。此外，对其在交互界面与可穿戴设备中的潜在应用价值进行分析，提出的可扩展、高效的木材功能化策略，不仅为木基柔性传感器提供柔性、高性能且环保的触觉传感解决方案，也为兼顾材料可持续性、美学价值与触觉功能的交互系统设计开辟新途径。

关键词

柔性木质材料 / 木质纤维素 / 聚吡咯 / 原位聚合 / 触觉传感 / 交互界面 / 压力传感器 / 柔性电子

基金资助

国家自然科学基金项目（32201481）