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  壓阻式壓力傳感器在消費電子、醫(yī)療和機器人等領(lǐng)域的重要性已無需贅述。伴隨著電子皮膚等概念的飛速發(fā)展，更輕、更薄、可穿戴的壓力傳感器層出不窮。然而，壓力傳感器在實現(xiàn)商業(yè)化和大規(guī)模生產(chǎn)時仍面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。目前，通過引入微結(jié)構(gòu)以提高傳感器性能是一種普遍的做法。然而壓阻器件中微結(jié)構(gòu)的引入使得器件不可避免的變?yōu)槎鄠�功能層，由于不同功能層模量、密度等參數(shù)的不同，導(dǎo)致其在日常使用中存在著不可避免的分層問題，進而引起器件的瞬間失真或永久失效，盡管單個器件可以通過商業(yè)封裝膜封裝得以延緩這一過程，但對于傳感陣列，直接封裝會導(dǎo)致傳感單元錯位以及泄露，從而使得傳感陣列失靈，在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用受到了限制。因此開發(fā)出更為簡單、可靠、易于生產(chǎn)的方法，提高壓力傳感器的性能和適用性是當前技術(shù)領(lǐng)域的緊迫需求，從而推動其商業(yè)化和大規(guī)模生產(chǎn)。

  近日，西南交通大學(xué)楊維清/鄧維禮等報道了一種具有硬隔離層配置的層次結(jié)構(gòu)壓力傳感器，可以有效地提高傳感性能，同時獲得機械穩(wěn)定性。相關(guān)工作以“Mass-Produced Skin-Inspired Piezoresistive Sensing Array with Interlocking Interface for Object Recognition”為題發(fā)表在《ACS Nano》。

圖1.具有隔離層配置的傳感器的設(shè)計

 圖2.敏感材料的表征與測試

 圖3.傳感器的傳感性能

 圖4.傳感陣列在物體識別的應(yīng)用

作者簡介：

  鄧維禮，副教授/碩導(dǎo)，四川省海外高層次留學(xué)人才。主要以力-電耦合效應(yīng)為基礎(chǔ)，圍繞材料合成、物性研究、器件研制和應(yīng)用開發(fā)，構(gòu)建基于電信號傳導(dǎo)的功能器件，研究納米材料層次結(jié)構(gòu)對器件宏觀性能的作用機制，探索柔性傳感器件在可穿戴人機交互系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來，在 Chem. Soc. Rev.、Adv. Mater. 、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Nano Lett.、Nano Energy 等國際知名期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文 40 余篇，被引7000余次。主持國家自然科學(xué)基金NSAF聯(lián)合基金項目、青年基金項目、四川省科技廳重點研發(fā)項目、四川省自然科學(xué)基金面上項目、中央高�？萍紕�(chuàng)新項目等多項國家及省部級科研項目。

  楊維清，西南交通大學(xué)前沿科學(xué)研究院院長，材料科學(xué)與工程學(xué)院教授/博導(dǎo)，四川省第十二屆政協(xié)委員，四川省杰出青年，主要從事納米能源材料與功能器件的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。近年來，在Nature，Chem. Soc. Rev.，Adv. Mater., ACS Energy Lett.，Adv. Funct. Mater.，ACS Nano，Nano Lett等國際著名刊物上發(fā)表SCI收錄論文共計170余篇，ESI高被引論文18篇，引用14000余次。已授權(quán)專利25項，轉(zhuǎn)化20項，轉(zhuǎn)化經(jīng)費3000余萬。主持國家自然基金、四川省杰出青年基金項目、教育部留學(xué)回國人員啟動基金項目等多項省部級項目，擔任科技部重大研發(fā)計劃項目會評專家和國家科技獎評審專家。所做的工作被美國知名網(wǎng)站美國國家自然基金委（NSF)、Newscientist，CCTV等近20家媒體專題報道。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c00112