- 超韌性柔性傳感器在壓力檢測領域開辟了新局面
- 來源：中國科學院 發(fā)表于 2025/11/30
擬議傳感器的實際應用。圖片來源：微系統(tǒng)與納米工程
近年來，柔性壓力傳感器被開發(fā)出來，以模擬人體皮膚的敏感性，極大地促進了交互技術、健康監(jiān)測和機器人等領域。這些創(chuàng)新利用了多種微觀結構策略，包括金字塔形、圓頂形、皺紋結構和分層結構，以提升靈敏度和耐久性。盡管具有潛力，當前設計往往涉及復雜的制造工藝。
為應對這些挑戰(zhàn)，新方法旨在簡化傳感器制造，同時拓寬壓力檢測能力和耐應力，推動傳感器技術的邊界，朝著更高效、更靈活的應用方向發(fā)展。
一項發(fā)表在《微系統(tǒng)與納米工程》期刊上的新研究介紹了一種以極高抗應力著稱的前沿柔性壓力傳感器。這一技術突破利用了嵌入MW-碳納米管和聚二甲基硅氧烷（PDMS）復合材料中的周期微狹縫，標志著傳感器能力的重大進步。
這一新穎構型顯著提升了傳感器承受極端壓力的能力，實驗測試顯示其耐應力達400 kPa，理論預測可達2.477兆帕。此外，該設計還實現了18.092 kPa的顯著靈敏度−1，為壓力傳感器性能樹立了新標準。
微縫的集成促進了高壓下的顯著變形，拓寬傳感器的工作范圍，同時避免了傳統(tǒng)成型和脫模工藝的復雜性。這一特性結合最佳的MW-CNT/PDMS比值，確保在負載時，傳感薄膜內及周期性傳感單元之間連續(xù)出現多個接觸點。
這些功能共同提升了傳感器的效能，使得從風向監(jiān)測到高風險健康監(jiān)測和車輛載重檢測等多種應用成為可能。
首席研究員表示：“這一創(chuàng)新的微槽策略不僅簡化了傳感器的制造工藝，還顯著拓展了其應用范圍，從健康監(jiān)測到超高壓傳感應用，如車輛載荷檢測。”
該傳感器的高應力耐受性和靈敏度在機器人、健康監(jiān)測和汽車行業(yè)等多個領域具有深遠影響。其檢測微小壓力變化的能力為非侵入性健康監(jiān)測設備開辟了新可能。
更多信息：Song Wang 等，具有超高應力耐受性的柔性壓力傳感器，通過周期性微狹縫實現，《微系統(tǒng)與納米工程》（2024）。DOI：10.1038/s41378-023-00639-4
期刊信息：微系統(tǒng)與納米工程
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