近日，中國科學院深圳先進技術研究院集成所光子信息與能源材料研究中心在壓力傳感器領域取得新進展，相關成果以Touchpoint-tailored ultra-sensitive piezoresistive pressure sensors with a broad dynamic response range and low detection limit 為題發(fā)表于材料領域期刊ACS Applied materials & interfaces（美國化學學會《應用界面材料》）。論文第一作者是深圳先進院副研究員陳明，通訊作者是副研究員李文杰、鐘國華和研究員楊春雷。

　　柔性可穿戴壓力傳感器在電子皮膚、醫(yī)療監(jiān)測、智能機器人等方面應用廣泛。完美的可穿戴壓力傳感器應該具備高靈敏度、量程范圍大、低檢測極限的傳感系統(tǒng)。然而目前傳統(tǒng)的壓力傳感器無法同時滿足這些要求。對此，楊春雷課題組通過接觸點調制技術，利用柔性聚酰亞胺薄膜/粗糙叉狀電極/聚二甲基硅氧烷薄膜微結構制備了高性能的柔性可穿戴壓力傳感器，該傳感器靈敏度在0-2.5 kPa范圍可達259.32 kPa-1，最大測量范圍達到54 kPa，響應時間約200 μs。在健康監(jiān)控方面，該壓力傳感器可實現(xiàn)對人體脈搏的監(jiān)測；在智能機器人方面，課題組制備的壓力傳感器/機器人系統(tǒng)可以感知外界輕微的壓力并做出迅速的動作反射。該成果為高性能壓力傳感器的制備提供了一種有效的技術方案，并且有望促進壓力傳感器在生物醫(yī)學、健康監(jiān)測和人工智能等方向的實際應用。

　　該研究目前得到國家自然科學基金委以及深圳市基礎研究項目等的資助支持。

　　圖1. 微結構壓力傳感器傳感特性：（a-b）制備的壓力傳感器具備良好的機械柔韌性 (c-d)不同微結構的壓力傳感器傳感特性，其中“粗糙-粗糙”型傳感器具備超高的靈敏度及最寬的動態(tài)范圍（e）“粗糙-粗糙”型壓力傳感器具備良好的穩(wěn)定性（f）“粗糙-粗糙”型壓力傳感器的響應和恢復時間

　　圖2. “粗糙-粗糙”型傳感器應用：（a-b）傳感器用于檢測微弱壓力（米粒），檢測極限可以達到0.36 Pa (c-d) 傳感器用于健康監(jiān)控：實時監(jiān)測人體脈搏（e-f）傳感器用于智能機器人：實時監(jiān)測懸掛乒乓球的輕微擺動

若本文收錄的圖片文字侵犯了您的權益，請郵件聯(lián)系我們，我們將在24小時內予以刪除