近日，中國(guó)科學(xué)院重慶研究院在柔性壓力傳感器研究領(lǐng)域取得系列關(guān)鍵進(jìn)展。

進(jìn)展一：類皮膚梯度微共形隧穿界面構(gòu)筑超高靈敏度壓阻傳感器

受人體觸覺皮膚的生物學(xué)構(gòu)造啟發(fā)，提出了一種梯度微共形隧穿界面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。該力敏界面利用梯度分布的微納隧穿接觸單元，在不同壓力條件下實(shí)現(xiàn)高度可控的電學(xué)響應(yīng)，突破了傳統(tǒng)柔性壓力傳感器靈敏度與量程難以兼得的瓶頸，為高性能柔性電子器件的開發(fā)提供了全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路。該研究以“Skin-inspired graded Micro-Conformal tunneling interface for piezoresistive sensors with Broad-Range Ultra-Sensitivity”為題發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》。

進(jìn)展二：仿生蜂巢結(jié)構(gòu)的微納力敏界面實(shí)現(xiàn)高信噪比柔性傳感器

借鑒于自然界蜂巢結(jié)構(gòu)的超高力學(xué)穩(wěn)定性，提出了一種放生窩巢結(jié)構(gòu)的微納力敏增強(qiáng)界面的設(shè)計(jì)思路。該力敏界面利用高占空比的類蜂巢正六邊形微結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了傳感器的應(yīng)力傳遞界面，實(shí)現(xiàn)了外界干擾下微小壓力的高信噪比采集，在動(dòng)態(tài)心血管健康監(jiān)測(cè)與生物特征識(shí)別等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。該研究以“Bioinspired Wearable Pulse Sensors for Ambulant Cardiovascular Monitoring and Biometric Authentication”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》。

進(jìn)展三：梯度微球冠構(gòu)筑力敏界面實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)響應(yīng)柔性壓力傳感器

針對(duì)靜態(tài)預(yù)壓力下動(dòng)態(tài)微弱力的高靈敏度檢測(cè)難題，提出了一種梯度微球冠耦合微共形電極的力敏增強(qiáng)界面可控構(gòu)筑方法，實(shí)現(xiàn)了高靜態(tài)壓力環(huán)境下對(duì)微弱動(dòng)態(tài)信號(hào)的有效檢測(cè)，突破了傳統(tǒng)柔性傳感器對(duì)工作方式和使用環(huán)境的嚴(yán)格限制。該研究以“Smart wireless flexible sensing system for unconstrained monitoring of ballistocardiogram and respiration”為題發(fā)表在《npj Flexible Electronics》。

重慶研究院微納制造與系統(tǒng)集成研究中心楊俊研究員為上述論文的通訊作者，相關(guān)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158470

https://doi.org/10.1002/adfm.202403163

https://doi.org/10.1038/s41528-025-00388-6