近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院先進(jìn)材料研究中心汪正平院士與孫蓉研究員領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)電子封裝材料科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出了一種新型的柔性壓力傳感器，相關(guān)成果Flexible and Highly Sensitive Pressure Sensor Based on Microdome-Patterned PDMS Forming with Assistance of Colloid Self-Assembly and Replica Technique for Wearable Electronics（膠體微球自組裝與復(fù)制技術(shù)制備高靈敏度柔性壓力傳感器及其在可穿戴電子領(lǐng)域的應(yīng)用，DOI:10.1021/acsami.7b09617）在線發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces（美國化學(xué)會《應(yīng)用界面材料》）上。該研究成果由團(tuán)隊(duì)成員張?jiān)，胡友根博士和朱朋莉副研究員等完成。
柔性壓力傳感器是一種用于感知物體表面作用力大小的柔性電子器件，能貼附于各種不規(guī)則物體表面，在醫(yī)療健康、機(jī)器人、生物力學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，柔性壓力傳感器能否兼具柔韌性和準(zhǔn)確測量壓力分布信息等功能越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于微結(jié)構(gòu)不僅能夠提高傳感器的靈敏度，還能更快地恢復(fù)傳感器的彈性形變，具備快速響應(yīng)能力。因此，構(gòu)建微結(jié)構(gòu)是提高柔性壓力傳感器綜合性能的有效途徑，成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注重點(diǎn)。
團(tuán)隊(duì)巧妙利用聚合物膠體微球自組裝陣列作為模板，通過兩步復(fù)制制備了具有微凸點(diǎn)陣列的柔性基底。相對于傳統(tǒng)光刻技術(shù)制備微結(jié)構(gòu)硅模板的方法，本研究采用的全化學(xué)法無需依賴昂貴的光刻設(shè)備及復(fù)雜的光刻工藝，具有制備工藝簡單、成本低，還可通過膠體微球粒徑的選擇來調(diào)控柔性基底微凸點(diǎn)的尺寸等優(yōu)勢。所制柔性壓力傳感器具有高靈敏度、快速的響應(yīng)時間和良好的穩(wěn)定性，對低壓段壓力具有較強(qiáng)靈敏性等特點(diǎn)。
聚合物膠體微球陣列與復(fù)制得到的微陣列結(jié)構(gòu)PDMS柔性基底（上）；微凸點(diǎn)柔性壓力傳感器的傳感性能（中）及其對微弱空間壓力分布測試（下）。
本研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、廣東省高密度電子封裝關(guān)鍵材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院深圳先進(jìn)院優(yōu)秀青年創(chuàng)新基金等項(xiàng)目支持。
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