液態(tài)金屬由于其表面張力、流動性及金屬性等諸多特性融為一身，解決了一些傳統(tǒng)固態(tài)金屬難以解決的問題，近幾年在多個領域被頻頻報道。從器件的制備加工方法，到3D金屬打印[1]、熱門的納米機器人[2]，再到液態(tài)金屬吞噬作用及仿生軟體動物[3-4]，創(chuàng)新點可謂層出不窮。
液態(tài)金屬用于3D金屬打印、納米機器人、仿生軟體動物等。
近日美國北卡羅萊納州立大學的Michael D. Dickey等人在Adv. Funct. Mater. 上發(fā)表文章，將液態(tài)金屬鎵銦合金填充在中空的Hytrel彈性合成樹脂內，制備出柔性可拉伸的電容傳感器，用以感知扭轉、應變和觸覺等機械變化。該柔性傳感器可以用于軟體機器人技術、可變形電子器件、可穿戴裝備等諸多領域。該文也被選為當期的內封面文章。
將兩根完全填滿液態(tài)金屬的纖維扭曲形成的雙絞線對，可用來測量扭轉和拉伸形變。通過扭曲，改變傳感器幾何結構，進而改變電容，扭轉的弧度和單位長度電容成線性關系。同樣，拉伸長度也和電容成線性關系。并且具有良好的循環(huán)重復性。
通過線性回歸計算，研究者發(fā)現大直徑纖維有更好的檢出限，而小直徑纖維可以檢測到更大范圍的扭轉，線性區(qū)間更寬。而將扭曲弧度對單位面積電容作圖，可以發(fā)現三種直徑的纖維直線接近重合。文章中的公式推導也證實這一點。
隨后，研究者又設計了三纖維觸摸傳感器。在三根纖維中，第一根纖維填滿液態(tài)金屬，第二根纖維填充三分之二的容量，第三根纖維則僅填充三分之一的容量，然后再將三根纖維緊密地纏繞在一起。在觸碰不同位置時，填充液態(tài)金屬的區(qū)域會產生電容變化，不填充的部分電容變化不明顯。因此可以實現對觸摸位置的識別，點亮不同的LED燈泡。該傳感器可以實現100毫秒間隔內的電容的快速變化，實現快速觸摸響應。
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