大连理工:独辟蹊径!首次制造亚微米厚柔性压力传感器
大连理工大学刘军山研究员团队与李明教授团队等合作,独辟蹊径地提出一种纳米工程策略,首次制造出亚微米厚度(0.85μm)柔性压力传感器。相关成果以封面文章形式发表于Small。
柔性压力传感器广泛应用于生物医学、脑机工程、智能制造等领域。柔性压力传感器通常由上下两层柔性电 极层和中间的功能软材料层组成,外界压力会导致功能软材料层压缩变形,从而引起传感器输出信号改变。而这种以功能软材料层压缩变形为主导的传感机理,要求电极层具有相对较大的抗弯刚度,且厚度一般要比功能软材料层大1~2个数量级。因此,现有的柔性压力传感器厚度只能是百微米甚至毫米量级,严重影响了传感器的轻质性、变形性和共形性。
团队通过纳米工程策略,将柔性压力传感器的传感机理,由功能软材料层的压缩变形为主导,转变为柔性电极层的弯曲变形为主导,从根本上解除了对于传感器厚度的限制。并且由于超薄的柔性电极层拥有极强的变形能力,使得传感器具有优异的检测性能。传感器的单位面积重量只有每平方米2.8克,相当于普通办公打印纸的1/29,能够承受曲率半径小至8.8μm的面外超大弯曲变形,能够与皮肤表面实现完全共性贴合。另外,传感器的灵敏度为92.11 kPa-1,检出限为0.8 Pa,均为目前公开报道的最高水平。
纳米工程策略可以呈数量级地减少传感器厚度,从而突破性提升传感器的轻质性、变形性和共形性,同时还能使传感器具有超高的检测性能,为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新思路。
来源:传感器专家网
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