灵活的压力传感器

近年来，可穿戴设备、自主机器人和人机交互的电子皮肤迅速发展。因此，作为电子皮肤中关键传感元件的柔性压力传感器的需求也越来越大。这些传感器需要具有灵敏度高、响应时间短、检出限低等特点。本文受自然界蛛网的启发，通过在聚二甲基硅氧烷( PDMS )微柱阵列上形成由八乙基卟啉锌( ZnOEP ) /碳纳米管( CNT )杂化而成的蛛网状网络，提出了一种压阻式压力传感器。该杂化材料表现出优异的PDMS附着力，得益于ZnOEP较低的杨氏模量以及ZnOEP与PDMS之间的非极性键合，使得在经过数千次的弯曲和扭转循环后，没有发现分层和电阻变化。利用ZnOEP / CNT网络在微柱阵列上的悬垂形貌，实现了超高灵敏度39.4 kPa-1、超快响应时间3 ms、低检出限10 Pa、5000次压力加载/卸载循环后响应重复性好、无退化的压力传感器。该传感器可用于多种应用场合，包括手腕脉搏测量、声级检测、机械振动监测等，证明了其在电子皮肤系统中的巨大应用潜力。