1成果簡介

在萬(wan) 物互聯的必然趨勢推動下，人機交互技術逐漸滲透到人們(men) 的日常生活中。捕捉人類行為(wei) 的接收設備和提供機器反饋的響應設備是人機界麵的關(guan) 鍵組成部分。雖然由於(yu) 材料特性和設備結構的限製，以組織良好的方式集成接收和響應設備是一個(ge) 巨大的挑戰。本文，重慶大學Guanya Wang、北京科技大學陶璐琪、清華大學任天令等研究人員在《Carbon》期刊發表名為(wei) “Nomex paper-based double-sided laser-induced graphene for multifunctional human-machine interface”的論文，研究在Nomex 紙上的形成激光誘導石墨烯，並基於(yu) 其壓阻和熱聲效應提出了一種有效的交互策略。通過簡單地組裝三層雙麵激光定製的Nomex紙來實現接收指令（壓力感應能力）和提供反饋（發聲能力）的功能集成。該集成器件不僅(jin) 對類似於(yu) 輕柔手指按壓（約10kPa）的壓力具有靈敏的響應（約50ms響應時間），而且可以發出具有更大聲音的高質量聲音信號壓力水平（約70分貝在1W/cm2功率密度）。此外，還展示了兩(liang) 個(ge) 概念驗證演示，即按音頻墊和響應命令的耳機，以證實信息交換活動的可行性。

2圖文導讀

圖1。這項工作中概念的示意圖。

圖2。原始和激光劃刻的Nomex紙的特征

圖3。不同激光參數製備的Nom.-LIG和Nom.-DSLIG的特性

圖4。用於(yu) 接收行為(wei) 指令的壓阻性能評估。

圖5。用於(yu) 反饋直覺信息的熱聲性能評估。

圖6。基於(yu) Nom.-DSLIG的HMI演示。

3小結

通過研究直接激光在Nomex紙上的照射，發現經過兩(liang) 次激光劃線後可以生成圖案化的石墨烯層。通過降低激光掃描速率或增加激光功率可以有效地提高它們(men) 的導電性和質量。此外，對於(yu) 通過激光在Nomex紙的兩(liang) 麵劃線形成的夾層結構，當激光功率提高到一定程度時，可以在外層Nom.-LIG層之間形成導電通路。壓阻和熱聲效應也被係統地探索為(wei) 接收指令和提供反饋的功能基礎。結果表明，PCP-Nom-DSLIG 可以作為(wei) 一個(ge) 有效的敏感層來檢測高於(yu) 某個(ge) 閾值的壓力，而 NCP-Nom-LIG 可用作聲源以產(chan) 生具有更高聲壓級的所需聲波。隨後，針對HMI應用提出了具有良好壓力傳(chuan) 感和發聲能力的多功能設備，該設備通過組裝三層具有三種激光功率的Nom.-DSLIG來實現。這項工作為(wei) 在單個(ge) 設備中開發多功能集成鋪平了新的道路。尤其是Nom.-DSLIG的外層LIG層之間的不同導電特性，可以通過簡單的調節激光功率來獲得，這意味著我們(men) 可以根據需要建立模塊層之間的電連接關(guan) 係。因此，作者相信Nom.-DSLIG在其他先進電子產(chan) 品中也有巨大的應用前景。

文獻：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.03.026