Hochsensitiver flexibler iontronischer Drucksensor zur Pulsdatenerkennung und intelligenten Kommunikation unter Wasser

Flexible Drucksensoren haben sich als entscheidend für den Fortschritt tragbarer Elektronik und die Unterwasserüberwachung erwiesen, insbesondere wenn sie durch künstliche Intelligenz ergänzt werden. Dennoch bleibt die Entwicklung einer einheitlichen Sensorplattform, die nahtlos sowohl in der Gesundheitsüberwachung als auch in der Unterwasserkommunikation funktioniert, eine erhebliche Herausforderung. Um dieses Problem anzugehen, wurde ein hochsensitiver flexibler iontronischer Drucksensor mit mikro-pyramidaler Architektur entwickelt. Das Gerät wird durch eine Formgebung hergestellt, bei der eine maßgeschneiderte Verbund-Tinte verwendet wird, die aus Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) und ionischer Flüssigkeit als Sensorschicht besteht. Diese Schicht wird dann zwischen mit Siebdruck aufgebrachten Silberelektroden eingelegt. Der Sensor zeigte außergewöhnliche Leistungsmerkmale, darunter hohe Empfindlichkeit (370 kPa−1), schnelle Reaktions- und Erholungszeiten (20 ms) sowie herausragende Zuverlässigkeit (etwa 20.000 Zyklen). Im Bereich der tragbaren Gesundheitsüberwachung demonstrierte der Sensor seine Fähigkeit, schwache menschliche Pulsimpulse zu erkennen, was die Erfassung hochfrequenter Pulswellenformen erleichtert. Gleichzeitig wurde der Sensor im Bereich der intelligenten Unterwasserkommunikation eingesetzt, um Morsecode-Signale zu erkennen, die dann präzise von einem Deep-Learning-Algorithmus klassifiziert wurden. Diese Arbeit validiert nicht nur die hohe Leistung des Sensors, sondern zeigt auch seine doppelte Funktionalität, indem sie die menschliche Gesundheitsversorgung nahtlos mit intelligenter Interaktion unter Wasser verbindet und den Anwendungsbereich flexibler Sensoren erheblich erweitert.