【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，國(guó)際知名期刊《Small》以封面文章刊發(fā)了我校機(jī)械工程學(xué)院劉軍山研究員團(tuán)隊(duì)關(guān)于柔性壓力傳感器的最新研究成果“Nanoengineering Ultrathin Flexible Pressure Sensor with Superior Sensitivity and Perfect Conformability”。
 

　　柔性壓力傳感器是得到關(guān)注最多的一類柔性傳感器，在生物醫(yī)學(xué)、腦機(jī)工程、智能制造等眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。柔性壓力傳感器通常由上下兩層柔性電極層和中間的功能軟材料層組成，外界壓力導(dǎo)致功能軟材料層產(chǎn)生壓縮變形，從而引起傳感器輸出信號(hào)(電阻、電容、電壓)的改變。這種以功能軟材料層壓縮變形為主導(dǎo)的傳感機(jī)理，要求電極層具有相對(duì)較大的抗彎剛度，電極層厚度一般要比功能軟材料層大1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，現(xiàn)有的柔性壓力傳感器厚度只能在百微米甚至毫米量級(jí)，嚴(yán)重影響了傳感器的輕質(zhì)性、變形性和共形性。
 

　　劉軍山研究員團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開(kāi)展柔性傳感器研究，通過(guò)與我校力學(xué)系李明教授等團(tuán)隊(duì)合作，獨(dú)辟蹊徑地提出了一種納米工程策略，首次制造出了亞微米厚度(0.85µm)的柔性壓力傳感器。納米工程策略將柔性壓力傳感器的傳感機(jī)理由功能軟材料層的壓縮變形為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝噪姌O層的彎曲變形為主導(dǎo)，從根本上解除了對(duì)于傳感器厚度的限制；而且，由于超薄的柔性電極層擁有極強(qiáng)的變形能力，使得傳感器具有優(yōu)異的檢測(cè)性能。傳感器的單位面積重量只有2.8 g/m2，相當(dāng)于普通辦公打印紙的1/29，能夠承受曲率半徑小至8.8µm的面外超大彎曲變形，并且能夠與皮膚表面實(shí)現(xiàn)完全共性貼合。另外，傳感器的靈敏度為92.11 kPa-1，檢出限為0.8 Pa，均處于目前公開(kāi)報(bào)道的最高水平。
 

　　納米工程策略可以成數(shù)量級(jí)地減小傳感器的厚度，從而突破性提升傳感器的輕質(zhì)性、變形性和共形性，同時(shí)還能夠使得傳感器具有超高的檢測(cè)性能，為柔性壓力傳感器的設(shè)計(jì)和制造提供了一種全新的思路。
 

　　該項(xiàng)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2020YFB2008502)、國(guó)家自然科學(xué)基金(51875083)和大連市科技創(chuàng)新基金(2020JJ25CY018)的