Giliai integruojant ir plėtojant dirbtinio intelekto ir daiktų interneto (IoT) technologijas, lankstūs ir tamprūs deformacijos jutikliai sulaukė didelio dėmesio dėl galimo jų pritaikymo žmogaus judesio aptikimo, medicininės diagnostikos, žmogaus{0}}kompiuterių sąveikos ir elektroninės odos srityse. Įtempimo jutikliai veikia paverčiant mechaninius dirgiklius elektriniais signalais, -pvz., varža ar talpa-, naudojant įvairius jutimo mechanizmus. Tarp jų varžiniai deformacijų matuokliai tapo tyrimų tašku dėl didelio jautrumo, mažos kainos, paprastos struktūros ir lengvo skaitymo.
Šiuo metu viena iš įprastų didelio -našumo lanksčių deformacijų jutiklių gamybos strategijų apima smulkių mikrostruktūrų-, pvz., mikropiramidžių, raukšlių ir mikrostulpelių-įvedimą ant elastingo pagrindo paviršiaus, kad būtų pasiektas didesnis jautrumas ir mažesnės aptikimo ribos. Tačiau tradiciniai mikrostruktūrų gamybos metodai-, pvz., liejimas, fotolitografija ir savarankiškas-surinkimas-, dažnai apima sudėtingus, daug laiko{7}}atimančius ir brangius procesus, o tai riboja greitą jutiklių gamybą ir didelio masto{8}} pritaikymą. Priešingai, lazerinio apdorojimo technologija siūlo naują požiūrį į lanksčių elektroninių prietaisų gamybą, nes jos pranašumai yra didelės spartos, didelio efektyvumo, veikimo be kaukės, mažos kainos ir didelio lankstumo. Nepaisant to, pasikliauti tik lazerinio apdorojimo strategijomis, kad būtų sukurti įtempimo jutikliai, kurie vienu metu būtų didelio jautrumo, didelio tempimo, didelio tiesiškumo, greito atsako, mažos histerezės ir ilgalaikio stabilumo, tebėra didelis iššūkis. Kaip pasiekti sinergetinį šių savybių optimizavimą paprastomis, nebrangiomis gamybos sąlygomis, tebėra pagrindinis dabartinių tyrimų iššūkis.
Komanda, vadovaujama Xie Xiaozhu iš Guangdongo technologijos universiteto Mechanikos ir elektros inžinerijos mokyklos, pasiūlė paprastą, ekonomišką{0}}ir efektyvų metodą, kaip sukurti didelio jautrumo, tempimo ir gero stabilumo įtempimo jutiklį. Sujungę tiesioginio rašymo lazeriu technologiją su 3D spausdinimu, jie sėkmingai pagamino P-PDMS lankstų deformacijos jutiklį.
Šio tyrimo metu buvo sukurta nebrangi ir keičiamo dydžio gamybos strategija, kuri apjungia tiesioginio rašymo lazeriu ir 3D spausdinimo technologiją, kad būtų galima paruošti įvairius raštuotus PDMS (P-PDMS) lanksčius deformacijos jutiklius. Optimizavome gamybos parametrus, tokius kaip apdorojimas lazeriu ir 3D spausdinimas, kad paruoštume didžiausio jautrumo jutiklius plačiame tempimo diapazone. Esant proceso parametrams nuskaitymo dažnis 100 kHz, impulso energija 1,46 μJ, skenavimo greitis 5 mm/s ir spausdinimo greitis 2,5 mm/s, paruoštas kompozitinės mikrostruktūros jutiklis pasižymi dideliu linijiniu jautrumu. Pažymėtina, kad sudėtinės mikrostruktūros (PCM) lankstaus deformacijos jutiklio jautrumas yra 159% didesnis nei raštuoto vienos mikrostruktūros (PSLM) jutiklio ir 339% didesnis nei neraštuoto jutiklio. Kalbant apie dinaminį atsaką, jutiklio atsako laikas yra 140 ms (palyginti su 362 ms jutiklio be šablono ir 244 ms vieno mikrostruktūros jutiklio), histerezės koeficientas yra net 0,023 ir puikus ciklo stabilumas. Be to, jis pasižymi stabiliu temperatūros atsaku ir itin-žema aptikimo riba – 0,0125 %. Todėl mūsų įtempimo jutikliai gali būti naudojami aptikti įvairius žmogaus judesius, įskaitant pirštų, riešų, kelių ir alkūnių judesius. Tiesioginio rašymo lazeriu metodas taip pat turi paprastumo, efektyvumo ir mažos kainos privalumus ir rodo didelį potencialą nešiojamų elektroninių prietaisų srityje.
