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格罗宁根大学《AFM》封面:受海豹胡须启发的3D打印石墨烯传感器
出处:材料分析与应用  录入日期:2022-11-23  点击数:121

 

  许多海洋动物表现出迷人的生存水动力,并通过优化进化的感觉系统感知它们的周围环境。例如,海豹胡须有起伏,使它们能够抵抗嘈杂的自发涡流诱导振动(VIV),同时将它们的振动频率锁定在游泳的鱼类产生的波浪上。本文,格罗宁根大学Xingwen Zheng、Ajay Giri Prakash Kottapalli等研究人员在《Adv Funct Mater》期刊发表名为“3D Printed Graphene Piezoresistive Microelectromechanical System Sensors to Explain the Ultrasensitive Wake Tracking of Wavy Seal Whiskers”的论文,研究开发了具有高规格因子石墨烯纳米片压敏电阻的全3D打印微机电系统(MEMS)传感器,以解释晶须启发结构对上游尾流的精细灵敏度。
  这些传感器还用于测量切除港(Phoca vitulina)和灰色(Halichoerus grypus)海豹晶须的自然频率,并确定晶须方向对VIV的影响,这可以解释在主动狩猎期间胡须的可能自然取向。在循环水槽中进行的实验研究表明,受晶须启发的传感器通过锁定尾流发生器的频率,成功地感测了位于晶须直径10×的上游尾流,从而模拟了密封晶须的传感机制。VIV降低和频率锁定与上游尾流发生器的结合证明了晶须启发传感器的高信噪比,表明其在长距离尾流传感方面的效率以及其作为水下机器人中视觉和声学传感器替代品的潜力。

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