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  柔性電子皮膚是一種像人體皮膚一樣可以感知各種刺激的多功能傳感器陣列，在醫(yī)療保健、運動監(jiān)測、人機交互等領(lǐng)域顯現(xiàn)出極強的應(yīng)用前景。由于壓力和溫度是人體皮膚感知最為重要的兩個物理量，因此，一方面，要求柔性電子皮膚對壓力和溫度具有互不干擾的感知功能；另外一方面，要求柔性電子皮膚在感知壓力和溫度時不受拉應(yīng)變的干擾。但是，在單一柔性傳感器中同時滿足上述兩個要求仍然是一個挑戰(zhàn)。

  近期，中科院上海硅酸鹽所孫靜研究員、王冉冉研究員與中科院福建物構(gòu)所王觀娥研究員等合作，選擇微結(jié)構(gòu)化的纖維素膜為柔性襯底，導電MOF Ni₃(HiTP)₂為敏感材料，設(shè)計制備了柔性壓力—溫度雙功能傳感器。利用導電MOF的壓阻效應(yīng)，該傳感器可以實現(xiàn)壓力傳感功能（感應(yīng)范圍：300kPa，最大靈敏度：61.61kPa^-1），而利用導電MOF的熱電效應(yīng)，該傳感器又可以實現(xiàn)溫度傳感功能（靈敏度：57.1μV/K）�；诓煌母兄恚撊嵝詡鞲衅骶哂谢ゲ桓蓴_的壓力—溫度雙感知功能。此外，利用微結(jié)構(gòu)纖維素膜楊氏模量高于PDMS的特點，該柔性傳感器在感知壓力和溫度時不受拉應(yīng)力的干擾，可以集成仿人體皮膚的傳感陣列實現(xiàn)對壓力和溫度的靜態(tài)與動態(tài)分布的精準感知。

圖1 基于導電MOF Ni₃(HiTP)₂的柔性壓力—溫度雙功能傳感器的傳感性能圖

圖2 基于導電MOF Ni₃(HiTP)₂的柔性壓力—溫度雙功能傳感陣列對壓力和溫度的靜態(tài)與動態(tài)變化感知圖。

  上述工作以“Mutually Noninterfering Flexible Pressure–Temperature Dual-Modal Sensors Based on Conductive Metal–Organic Framework for Electronic Skin”為標題發(fā)表在《ACS Nano》（DOI：10.1021/acsnano.1c07388）上。文章的第一作者是上海硅酸鹽所博士生李毓祥，上海硅酸鹽所孫靜研究員、王冉冉研究員與福建物構(gòu)所王觀娥副研究員為本文章的共同通訊作者。

  該研究工作得到了中科院青年創(chuàng)新促進會、國家自然科學基金等項目的資助。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.1c07388