Outputting Olfactory Bionic Electric Impulse by PANI/PTFE/PANI Sandwich Nanostructures and their Application as Flexible, Smelling Electronic Skin

Advanced Functional Materials

Volumn 26, Issue 18, 2016, Pages 3128-3138

  Xue, Xinyu ^a   Fu, Yongming ^a   Wang, Qiang ^a   Xing, Lili ^a   Zhang, Yan ^b  

^a NORTHEASTERN UNIVERSITY   (China)

^b UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

Author keywords

bionic electric impulse; electronic skin; gas sensing; self powered; triboelectrification

Indexed keywords

BIONICS; ETHANOL; NANOSTRUCTURES; POLYANILINE; STRAIN; SURFACE REACTIONS; VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS;

ELECTRIC IMPULSE; ELECTRONIC SKIN; GAS SENSING; SELF-POWERED; TRIBOELECTRIFICATION;

VIBRATIONS (MECHANICAL);

EID: 84977865273     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201505331     Document Type: Article

References (74)

1. a) E. Gibney, Nature 2015, 528, 26;
2. b) I. Aleksander, Nature 2002, 416, 789.
3. Z. Liu, D. Qi, P. Guo, Y. Liu, B. Zhu, H. Yang, Y. Liu, B. Li, C. Zhang, J. Yu, B. Liedberg, X. Chen, Adv. Mater. 2015, 27, 6230.
4. Q. Zheng, B. Shi, F. Fan, X. Wang, L. Yan, W. Yuan, S. Wang, H. Liu, Z. Li, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2014, 26, 5851.
5. B. Zhu, H. Wang, W. R. Leow, Y. Cai, X. J. Loh, M. Y. Han, X. Chen, Adv. Mater., 2016 DOI: 10.1002/adma.201504276.
6. a) D. Son, J. Lee, S. Qiao, R. Ghaffari, J. Kim, J. E. Lee, C. Song, S. J. Kim, D. J. Lee, S. W. Jun, S. Yang, M. Park, J. Shin, K. Do, M. Lee, K. Kang, C. S. Hwang, N. Lu, T. Hyeon, D.-H. Kim, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 397;
7. b) A. M. Hussain, F. A. Ghaffar, S. I. Park, J. A. Rogers, A. Shamim, M. M. Hussain, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 6565;
8. c) K.-I. Jang, H. U. Chung, S. Xu, C. H. Lee, H. Luan, J. Jeong, H. Cheng, G.-T. Kim, S. Y. Han, J. W. Lee, J. Kim, M. Cho, F. Miao, Y. Yang, H. N. Jung, M. Flavin, H. Liu, G. W. Kong, K. J. Yu, S. I. Rhee, J. Chung, B. Kim, J. W. Kwak, M. H. Yun, J. Y. Kim, Y. M. Song, U. Paik, Y. Zhang, Y. Huang, J. A. Rogers, Nat. Commun. 2015, 6, 6566.
9. J. Kim, M. Lee, H. J. Shim, R. Ghaffari, H. R. Cho, D. Son, Y. H. Jung, M. Soh, C. Choi, S. Jung, K. Chu, D. Jeon, S. T. Lee, J. H. Kim, S. H. Choi, T. Hyeon, D. H. Kim, Nat. Commun. 2014, 5, 5747.
10. a) M. K. Choi, J. Yang, K. Kang, D. C. Kim, C. Choi, C. Park, S. J. Kim, S. I. Chae, T. H. Kim, J. H. Kim, T. Hyeon, D. H. Kim, Nat. Commun. 2015, 6, 7149;
11. b) J. Kim, A. Banks, H. Cheng, Z. Xie, S. Xu, K.-I. Jang, J. W. Lee, Z. Liu, P. Gutruf, X. Huang, P. Wei, F. Liu, K. Li, M. Dalal, R. Ghaffari, X. Feng, Y. Huang, S. Gupta, U. Paik, J. A. Rogers, Small 2015, 11, 906.
12. S. Jung, J. Lee, T. Hyeon, M. Lee, D. H. Kim, Adv. Mater. 2014, 26, 6329.
13. a) D.-H. Kim, N. Lu, R. Ma, Y.-S. Kim, R.-H. Kim, S. Wang, J. Wu, S. M. Won, H. Tao, A. Islam, K. J. Yu, T.-i. Kim, R. Chowdhury, M. Ying, L. Xu, M. Li, H.-J. Chung, H. Keum, M. McCormick, P. Liu, Y.-W. Zhang, F. G. Omenetto, Y. Huang, T. Coleman, J. A. Rogers, Science 2011, 333, 838;
14. b) M. Kaltenbrunner, T. Sekitani, J. Reeder, T. Yokota, K. Kuribara, T. Tokuhara, M. Drack, R. Schwoediauer, I. Graz, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, T. Someya, Nature 2013, 499, 458;
15. c) G. Schwartz, B. C. K. Tee, J. Mei, A. L. Appleton, D. H. Kim, H. Wang, Z. Bao, Nat. Commun. 2013, 4, 54;
16. d) J. Zhang, M. P. Landry, P. W. Barone, J.-H. Kim, S. Lin, Z. W. Ulissi, D. Lin, B. Mu, A. A. Boghossian, A. J. Hilmer, A. Rwei, A. C. Hinckley, S. Kruss, M. A. Shandell, N. Nair, S. Blake, F. Sen, S. Sen, R. G. Croy, D. Li, K. Yum, J.-H. Ahn, H. Jin, D. A. Heller, J. M. Essigmann, D. Blankschtein, M. S. Strano, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 959;
17. e) N. M. Iverson, P. W. Barone, M. Shandell, L. J. Trudel, S. Sen, F. Sen, V. Ivanov, E. Atolia, E. Farias, T. P. McNicholas, N. Reuel, N. M. A. Parry, G. N. Wogan, M. S. Strano, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 873;
18. f) D. Khodagholy, J. N. Gelinas, T. Thesen, W. Doyle, O. Devinsky, G. G. Malliaras, G. Buzsaki, Nat. Neurosci. 2015, 18, 310;
19. g) A. Williamson, J. Rivnay, L. Kergoat, A. Jonsson, S. Inal, I. Uguz, M. Ferro, A. Ivanov, T. A. Sjostrom, D. T. Simon, M. Berggren, G. G. Malliaras, C. Bernard, Adv. Mater. 2015, 27, 3138;
20. h) L. Yin, X. Huang, H. Xu, Y. Zhang, J. Lam, J. Cheng, J. A. Rogers, Adv. Mater. 2014, 26, 3879;
21. i) B. C. K. Tee, C. Wang, R. Allen, Z. Bao, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 825;
22. j) M. L. Hammock, A. Chortos, B. C. K. Tee, J. B. H. Tok, Z. Bao, Adv. Mater. 2013, 25, 5997;
23. k) C. Wang, D. Hwang, Z. Yu, K. Takei, J. Park, T. Chen, B. Ma, A. Javey, Nat. Mater. 2013, 12, 899.
24. a) J. Park, Y. Lee, J. Hong, M. Ha, Y.-D. Jung, H. Lim, S. Y. Kim, H. Ko, ACS Nano 2014, 8, 4689;
25. b) S. J. Benight, C. Wang, J. B. H. Tok, Z. Bao, Prog. Polym. Sci. 2013, 38, 1961;
26. c) X. Zhao, Q. Hua, R. Yu, Y. Zhang, C. Pan, Adv. Electron. Mater. 2015, 1, 1500142;
27. d) Q. Shao, Z. Niu, M. Hirtz, L. Jiang, Y. Liu, Z. Wang, X. Chen, Small 2014, 10, 1466.
28. a) X. Wang, Y. Gu, Z. Xiong, Z. Cui, T. Zhang, Adv. Mater. 2014, 26, 1336;
29. b) C. Hou, H. Wang, Q. Zhang, Y. Li, M. Zhu, Adv. Mater. 2014, 26, 5018;
30. c) H.-H. Chou, A. Nguyen, A. Chortos, J. W. F. To, C. Lu, J. Mei, T. Kurosawa, W.-G. Bae, J. B. H. Tok, Z. Bao, Nat. Commun. 2015, 6, 8011;
31. d) X. Fu, H. Dong, Y. Zhen, W. Hu, Small 2015, 11, 3351;
32. e) B. Zhu, Z. Niu, H. Wang, W. R. Leow, H. Wang, Y. Li, L. Zheng, J. Wei, F. Huo, X. Chen, Small 2014, 10, 3625;
33. f) B. Zhu, H. Wang, Y. Liu, D. Qi, Z. Liu, H. Wang, J. Yu, M. Sherburne, Z. Wang, X. Chen, Adv. Mater. 2015 DOI: 10.1002/adma.201504754.
34. a) F. Zhang, Y. Zang, D. Huang, C.-a. Di, D. Zhu, Nat. Commun. 2015, 6, 8356;
35. b) X. Wu, Y. Ma, G. Zhang, Y. Chu, J. Du, Y. Zhang, Z. Li, Y. Duan, Z. Fan, J. Huang, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 2138;
36. c) J. Park, M. Kim, Y. Lee, H. S. Lee, H. Ko, Sci. Adv. 2015, 1, e1500661.
37. B. C. K. Tee, A. Chortos, A. Berndt, A. K. Nguyen, A. Tom, A. McGuire, Z. C. Lin, K. Tien, W.-G. Bae, H. Wang, P. Mei, H.-H. Chou, B. Cui, K. Deisseroth, T. N. Ng, Z. Bao, Science 2015, 350, 313.
38. O. S. Kwon, H. S. Song, S. J. Park, S. H. Lee, J. H. An, J. W. Park, H. Yang, H. Yoon, J. Bae, T. H. Park, J. Jang, Nano Lett. 2015, 15, 6559.
39. a) J. Zhong, Q. Zhong, F. Fan, Y. Zhang, S. Wang, B. Hu, Z. L. Wang, J. Zhou, Nano Energy 2013, 2, 491;
40. b) Y. Yang, H. Zhang, J. Chen, Q. Jing, Y. S. Zhou, X. Wen, Z. L. Wang, ACS Nano 2013, 7, 7342;
41. c) Q. Jing, Y. Xie, G. Zhu, R. P. S. Han, Z. L. Wang, Nat. Commun. 2015, 6, 8031;
42. d) Z. Wen, J. Chen, M.-H. Yeh, H. Guo, Z. Li, X. Fan, T. Zhang, L. Zhu, Z. L. Wang, Nano Energy 2015, 16, 38.
43. Y. Yang, G. Zhu, H. Zhang, J. Chen, X. Zhong, Z.-H. Lin, Y. Su, P. Bai, X. Wen, Z. L. Wang, ACS Nano 2013, 7, 9461.
44. a) G. Zhu, J. Chen, Y. Liu, P. Bai, Y. S. Zhou, Q. Jing, C. Pan, Z. L. Wang, Nano Lett. 2013, 13, 2282;
45. b) X. Yang, G. Zhu, S. Wang, R. Zhang, L. Lin, W. Wu, Z. L. Wang, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9462;
46. c) Z.-H. Lin, G. Cheng, W. Wu, K. C. Pradel, Z. L. Wang, ACS Nano 2014, 8, 6440;
47. d) S. Wang, L. Lin, Z. L. Wang, Nano Energy 2015, 11, 436;
48. e) M. Ha, J. Park, Y. Lee, H. Ko, ACS Nano 2015, 9, 3421;
49. f) Z. L. Wang, J. Chen, L. Lin, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2250;
50. g) Z. L. Wang, ACS Nano 2013, 7, 9533;
51. h) Z.-H. Lin, G. Zhu, Y. S. Zhou, Y. Yang, P. Bai, J. Chen, Z. L. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5065.
52. R. A. Potyrailo, R. K. Bonam, J. G. Hartley, T. A. Starkey, P. Vukusic, M. Vasudev, T. Bunning, R. R. Naik, Z. Tang, M. A. Palacios, M. Larsen, L. A. Le Tarte, J. C. Grande, S. Zhong, T. Deng, Nat. Commun. 2015, 6, 7959.
53. a) T. A. Burgo, T. R. Ducati, K. R. Francisco, K. J. Clinckspoor, F. Galembeck, S. E. Galembeck, Langmuir 2012, 28, 7407;
54. b) L. P. Santos, J. S. Bernardes, F. Galembeck, Langmuir 2013, 29, 892.
55. H. Zhang, Y. Yang, Y. Su, J. Chen, C. Hu, Z. Wu, Y. Liu, C. P. Wong, Y. Bando, Z. L. Wang, Nano Energy 2013, 2, 693.
56. J. Dexmer, C. M. Leroy, L. Binet, V. Heresanu, P. Launois, N. Steunou, C. Coulon, J. Maquet, N. Brun, J. Livage, R. Backov, Chem. Mater. 2008, 20, 5541.
57. J. Wang, S. Chan, R. R. Carlson, Y. Luo, G. L. Ge, R. S. Ries, J. R. Heath, H. R. Tseng, Nano Lett. 2004, 4, 1693.
58. Y. Xie, S. Wang, L. Lin, Q. Jing, Z.-H. Lin, S. Niu, Z. Wu, Z. L. Wang, ACS Nano 2013, 7, 7119.
59. J. X. Huang, S. Virji, B. H. Weiller, R. B. Kaner, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 314.
60. a) W. Wu, L. Wang, Y. Li, F. Zhang, L. Lin, S. Niu, D. Chenet, X. Zhang, Y. Hao, T. F. Heinz, J. Hone, Z. L. Wang, Nature 2014, 514, 470;
61. b) P.-K. Yang, L. Lin, F. Yi, X. Li, K. C. Pradel, Y. Zi, C.-I. Wu, J.-H. He, Y. Zhang, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2015, 27, 3817;
62. c) T. Zhou, C. Zhang, C. B. Han, F. R. Fan, W. Tang, Z. L. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 14695;
63. d) J. Zhong, Y. Zhang, Q. Zhong, Q. Hu, B. Hu, Z. L. Wang, J. Zhou, ACS Nano 2014, 8, 6273.
64. Y. Zheng, L. Cheng, M. Yuan, Z. Wang, L. Zhang, Y. Qin, T. Jing, Nanoscale 2014, 6, 7842.
65. N. Gospodinova, L. Terlemezyan, Prog. Polym. Sci. 1998, 23, 1443.
66. M. D. A. Khan, A. Akhtar, S. A. Nabi, New J. Chem. 2015, 39, 3728.
67. J. Janata, M. Josowicz, Nat. Mater. 2003, 2, 19.
68. G. Zhu, Y. Su, P. Bai, J. Chen, Q. Jing, W. Yang, Z. L. Wang, ACS Nano 2014, 8, 6031.
69. a) T. Someya, A. Dodabalapur, J. Huang, K. C. See, H. E. Katz, Adv. Mater. 2010, 22, 3799;
70. b) A. Klini, S. Pissadakis, R. N. Das, E. P. Giannelis, S. H. Anastasiadis, D. Anglos, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 623;
71. c) M. Kimura, R. Sakai, S. Sato, T. Fukawa, T. Ikehara, R. Maeda, T. Mihara, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 469;
72. d) T. T. Tung, M. Castro, I. Pillin, T. Y. Kim, K. S. Suh, J. F. Feller, Carbon 2014, 74, 104.
73. a) A. Athawale, S. V. Bhagwat, P. P. Katre, Sens. Actuators B 2006, 114, 263.
74. P. Cavallo, D. F. Acevedo, M. Cecilia Fuertes, G. J. A. A. Soler-Illia, C. A. Barbero, Sens. Actuators B 2015, 210, 574.