拓展視障人群閱讀能力，降低視障人群學(xué)習(xí)、娛樂(lè)、交流障礙，對(duì)提高視障人群生活質(zhì)量具有重要意義。但現(xiàn)階段，適合視障人群的有聲電子讀物和盲文書(shū)資源匱乏，尤其是專(zhuān)業(yè)書(shū)籍的匱乏，極大限制了視障人群的閱讀和專(zhuān)業(yè)能力提升。
針對(duì)上述問(wèn)題，我校紫外光發(fā)射材料與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湯慶鑫教授團(tuán)隊(duì)、梁中翥教授團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)了一種新型超柔電子紋身傳感器，該傳感器具有清晰識(shí)別紙張上毛筆和鉛筆字跡的能力。這種傳感器具有輕薄、可貼合人體皮膚，并隨著人體皮膚形變而形變且依舊保持其功能的顯著特性。該技術(shù)為實(shí)現(xiàn)材料類(lèi)別識(shí)別開(kāi)辟了新的途徑，為幫助視障人士有效地重新融入社會(huì)提供了一種人性化的保障方式，拓寬了接近傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。
圖1 傳感器工作原理和對(duì)毛筆、鉛筆字符的檢測(cè)
該傳感器只需要在有機(jī)半導(dǎo)體上簡(jiǎn)單地沉積電極就可以實(shí)現(xiàn)器件制備，其利用了導(dǎo)體對(duì)于電容邊緣電場(chǎng)的干擾效應(yīng)、絕緣材料容易帶電從而對(duì)于柔性有機(jī)半導(dǎo)體的類(lèi)柵壓作用的原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)紙、墨、鉛筆、石墨等的識(shí)別?？蒲袌F(tuán)隊(duì)將兩種工作機(jī)制集成到單一器件中，同時(shí)檢測(cè)電極之間的電容值和電流值，僅基于單個(gè)電子紋身裝置就實(shí)現(xiàn)了對(duì)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)分識(shí)別，大大提高了器件集成度。并且基于兩種原理的集成器件也能夠大大提高響應(yīng)靈敏度，有利于獲得更精準(zhǔn)的探測(cè)。除此之外，基于接近距離對(duì)響應(yīng)幅度影響大的特性，傳感器還可以識(shí)別出接近物體的三維形狀。
圖2傳感器對(duì)紙張、墨水痕跡和鉛筆痕跡的電流電容響應(yīng)
圖3傳感器陣列識(shí)別物體三維形狀
此項(xiàng)工作是研究團(tuán)隊(duì)關(guān)于柔性可貼合接近傳感器系列研究的最新進(jìn)展之一，該研究以“Handwriting Character Recognition Based on Conductor/Insulator Identifiable E-Tattoo Proximity Sensorsfor Blinds”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater.2023, 2306704）。該項(xiàng)研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、教育部項(xiàng)目支持。
過(guò)去十年中，湯慶鑫教授團(tuán)隊(duì)一直致力于超柔電子器件研究，發(fā)現(xiàn)了有機(jī)器件電流對(duì)于絕緣材料靈敏探測(cè)的特性（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 2785），并開(kāi)發(fā)了基于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)機(jī)理的類(lèi)皮膚接近傳感器（Adv. Mater. Interfaces 2020, 7, 2000306），可檢測(cè)日常生活中因不經(jīng)意帶電的絕緣物體以及導(dǎo)體（ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 55083；ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 49085）。 基于相關(guān)系列研究，團(tuán)隊(duì)榮獲2020年吉林省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，湯慶鑫教授獲2023年國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目支持。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202306704
