超薄柔性温度传感器研究取得突破性进展
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超薄柔性温度传感器研究取得突破性进展
在智能医疗与机器人感知系统中，柔性温度传感器的超薄化设计被视为实现高贴合性与系统集成的关键路径。然而，开发过程中一直面临核心挑战：为了实现高灵敏度，通常需要高温材料加工工艺，但柔性基材往往难以承受此类高温条件。这种矛盾限制了器件在超薄结构下同时具备高灵敏度、良好柔韧性与长期稳定性的实现。
近日，中国科学院新疆理化技术研究所的研究团队在超薄温度传感器领域取得重要突破。研究人员采用“水溶性牺牲层辅助转移”的创新方法，成功克服了高性能敏感材料与柔性基材之间在制造工艺上的兼容性难题，并成功制备出总厚度仅40微米的超薄柔性温度传感器。
该技术的核心在于将敏感材料的高温制备步骤与柔性基板上的器件集成过程分离开来。这一策略不仅满足了无机敏感材料所需的高温退火条件，同时避免了对柔性基材造成的热损伤，从而构建出高性能材料与柔性衬底之间的可靠连接路径。为了确保材料转移后的界面稳定性，研究团队还引入了有限元模拟与实验相结合的方法，设计并构建了GeO2/Ta2O5/MCO异质界面结构。该结构能够主动调控界面性能，有效抑制元素扩散和热应力失配现象，显著提升了器件在复杂条件下的可靠性与结构完整性。
基于该转移策略与界面设计，新型超薄温度传感器展现出优异的综合性能表现。其电阻温度系数（TCR）可达-4.1%/℃，响应时间仅192毫秒。即便在经历反复弯折和高温热冲击测试后，传感器依然能够稳定运行，展现出极强的结构稳定性和环境适应性。
此次研究成果不仅大幅提升了超薄柔性温度传感器的技术指标，还为未来电子皮肤、智能可穿戴设备等柔性感知系统的开发提供了关键技术支持。
该研究论文题为 Water-Soluble GeO2-Transferred Ultrathin PI/MnCo2O4/Ta2O5 Heterostructures for High-Sensitivity Flexible Temperature Sensors with Extreme Stability，发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》。该研究得到了国家重点研发计划、新疆维吾尔自治区自然科学基金以及“天山英才”培养计划的资助。
PI/MnCo2O4/Ta2O5柔性温度传感器
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