超韧性柔性传感器推动压力检测技术革新
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超韧性柔性传感器推动压力检测技术革新
柔性压力传感器近年来取得了显著进展，其设计灵感来源于人类皮肤的触觉特性，已在交互技术、健康监测以及机器人领域展现出广泛的应用潜力。研究人员通过引入金字塔形、圆顶形、皱纹化和多层级等微观结构，持续提升传感器的灵敏度与耐用性。然而，多数现有方案仍需依赖复杂的制造流程。
为了解决这一瓶颈，新的技术方案聚焦于简化制造工艺，同时扩展压力响应范围与抗应变能力，从而推动柔性传感技术迈向更高效、更实用的新阶段。
一项最新研究发表于《微系统与纳米工程》期刊，介绍了一种基于周期性微狭缝结构的新型柔性压力传感器。该技术结合了MW-碳纳米管（MW-CNT）与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料，展现出卓越的抗应力性能。
实验结果显示，该传感器在极端压力条件下仍能保持稳定工作，实际测试中耐受力达到400 kPa，理论极限则可达2.477 MPa。同时，其灵敏度高达18.092 kPa⁻¹，为压力传感器性能设定了新的行业基准。
微狭缝的引入显著增强了材料在高压下的可变形性，从而扩展了传感器的动态响应范围。这一设计有效规避了传统成型与脱模工艺的复杂步骤。结合优化后的MW-CNT/PDMS比例，传感器在受压时能够在薄膜内部及周期性传感单元间形成多个连续接触点，进一步提升信号输出。
这些特性使其在多个应用领域具备广泛适用性，包括风向监测、健康状态追踪以及车辆载重检测等。
项目负责人指出：“这种创新的微狭缝设计不仅简化了生产流程，还使传感器能够胜任从健康监测到高精度压力测量的多样化场景，例如车载重量检测等复杂应用。”
该传感器具备出色的抗压能力与高灵敏度，可广泛应用于机器人系统、医疗健康设备以及汽车工业等领域。其对细微压力变化的识别能力，为非侵入式健康监测设备的研发提供了新的技术路径。
更多信息：Song Wang 等人，《基于周期性微狭缝的超高应力耐受柔性压力传感器》，发表于《微系统与纳米工程》（2024）。DOI：10.1038/s41378-023-00639-4
期刊信息：微系统与纳米工程
内容由 中国科学院 提供。
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