一般來說，壓力傳感器的高靈敏性與寬檢測范圍往往不能兼得。例如，在柔性材料表面引入分層微結(jié)構(gòu)可以有效提高壓力傳感器的靈敏度，但由于微結(jié)構(gòu)的可壓縮性有限，只有在較低的壓力范圍才能產(chǎn)生高靈敏度，因此制備一種在寬壓力范圍內(nèi)高靈敏度的柔性壓力 傳感器是一項重大挑戰(zhàn)。
鑒于此，上海工程技術(shù)大學(xué)宋仕強副教授與其研究生張翠芬, 基于在應(yīng)力應(yīng)變傳感器領(lǐng)域(J. Mater. Chem. A, 2021,9, 3931; J. Mater. Chem. C, 2021, 9, 15337; Eur. Polym. J., 2022, 164: 110980)的研究基礎(chǔ)，受壁虎觸角和人體骨骼結(jié)構(gòu)啟發(fā)，設(shè)計制備了一種分層梯度結(jié)構(gòu)，可以同時提高靈敏度和拓寬壓力工作范圍并確保長時間使用時的信號穩(wěn)定性。這種傳感器具有半球陣列和梯度孔隙結(jié)構(gòu)，允許其從微小壓力到高壓力區(qū)域內(nèi)發(fā)生大幅度變形，顯著提高了傳感器在形變壓力范圍內(nèi)的靈敏度。該傳感器在0~1.9 kPa壓力范圍內(nèi)敏感度可達(dá)102.3 kPa-1，壓力檢測范圍為0~400 kPa，且具備響應(yīng)迅速 (35 ms)和良好的信號穩(wěn)定性(>5000)等特點。通過簡單的制備方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)了壓力傳感器高靈敏度和寬壓力工作范圍，使其實際應(yīng)用范圍廣泛。
圖4 傳感器對于不同壓力的感知信號
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522005900
- 太原理工大學(xué)張虎林教授 Adv. Sci.: 熱電凝膠賦能仿生多模自監(jiān)督指尖受體 2025-07-02
- 西南大學(xué)康燕堂/徐立群/徐琨 Adv. Mater.：空心普魯士藍(lán)納米框架仿生增強梯度抗菌涂層 2025-07-01
- 青科大超臨界發(fā)泡團隊 AFM：通過超臨界發(fā)泡制備自封裝仿生穹頂摩擦納米發(fā)電機 2025-06-30
- 深圳技術(shù)大學(xué)史濟東等 Carbon：基于石墨烯-納米纖維素復(fù)合薄膜的自修復(fù)應(yīng)變/濕度雙模傳感器的設(shè)計及在可穿戴呼吸監(jiān)測的應(yīng)用 2025-05-28
- 西安工程大學(xué)劉呈坤教授團隊 AFMs：具備高靈敏度的仿DNA雙螺旋褶皺柔性纖維力學(xué)傳感器用于人體運動監(jiān)測 2025-05-19
- 西南交大周紹兵教授、向韜副教授團隊《Mater. Horiz.》：環(huán)境耐受多功能低共熔凝膠用于高靈敏度可穿戴傳感器 2025-01-19
- 濟南大學(xué)王鵬博士/河北工大孟垂舟教授、張爭艷教授/山大李陽教授 CEJ: 新型透氣疏水抗菌織物壓力傳感器-開啟舒適健康監(jiān)測新篇章 2025-01-26
