离子电子触觉传感器中的阻抗特性，可实现温度与压力的内在解耦

《npj Flexible Electronics》：Impedance characteristics in iontronic tactile sensors enabling intrinsic temperature-pressure decoupling

　　

摘要

离子电子触觉传感器能够对热刺激和机械刺激做出响应，由于其灵敏的响应特性，有望实现类似皮肤的多模态触觉感知。然而，由于对热-机械耦合阻抗特性的理解不足，温度与压力之间的解耦仍然难以实现，这不仅影响了在温度变化条件下的精确压力测量，也限制了离子电子触觉传感器的实际应用。本研究通过分析与传感器结构及离子迁移模式相关的九个阻抗元素，阐明了离子电子触觉传感器的热-机械阻抗特性。基于这些研究结果，提出了一种热-机械解耦方法。阻抗响应背后的温度-压力线性关系揭示了内在的解耦特征：对压力不敏感的根值以及对温度不敏感的电容变化。这些特征使得解耦精度可达99.4%（针对温度）和96.4%（针对压力），从而可以通过触觉传感阵列获取温度-压力分布数据。该研究为离子电子传感器奠定了理论基础，为将应变、湿度等其他感知模态集成到这类传感器中提供了可能。