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  近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所微創(chuàng)中心在超高可拉伸柔性傳感器的研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)論文Microchannel Structural Design For a Room-Temperature Liquid Metal Based Super-stretchable Sensor（基于微通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的室溫液態(tài)金屬超高可拉伸傳感器研究）在Scientific Reports期刊在線發(fā)表（ DOI: 10.1038/s41598-019-42457-7）。該論文提出了一種微通道的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高基于液態(tài)金屬柔性可拉伸傳感器的靈敏度。論文第一作者是深圳先進(jìn)院客座碩士研究生高欽武，通訊作者是王磊研究員和李暉副研究員。

  柔性傳感器是可穿戴醫(yī)療、機(jī)器人等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。柔性應(yīng)變傳感器已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展智能器件的重點(diǎn)研究方向，其在人機(jī)交互系統(tǒng)、電子皮膚、人體運(yùn)動(dòng)行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，可拉伸性、靈敏度、穩(wěn)定性、可靠性和舒適性是應(yīng)變傳感器的重要性能指標(biāo)，如何在實(shí)現(xiàn)高可拉伸性的同時(shí)大幅度提高靈敏度和可重復(fù)性仍然是目前面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。 

柔性傳感器的拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎曲

  為此，該課題組成員提出了一種基于微通道的優(yōu)化設(shè)計(jì)、利用液態(tài)金屬制備的柔性可拉伸傳感器的方法。研究團(tuán)隊(duì)利用有限元仿真優(yōu)化結(jié)果，設(shè)計(jì)制備柔性可拉伸傳感器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該柔性傳感器可在590%的拉伸，270^o扭轉(zhuǎn)和180^o彎曲的情況正常工作。當(dāng)拉伸550%,靈敏度GF可達(dá)4.95,拉伸重復(fù)率誤差<0.1%,為實(shí)現(xiàn)人體手指、手腕等關(guān)節(jié)等運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)測(cè)量提供了可行性方法，充分展示了其在柔性可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域的良好應(yīng)用價(jià)值。

超高可拉伸傳感器的拉伸實(shí)驗(yàn)

可拉伸傳感器的特性分析和應(yīng)用示范

  該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金-深圳機(jī)器人聯(lián)合基金重點(diǎn)支持“穿戴式精確定位介入手術(shù)機(jī)器人的力覺(jué)感知與導(dǎo)絲操控機(jī)理（U1713219）”等項(xiàng)目的資助。 

  論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41598-019-42457-7