李凤超 孔振 吴锦华 纪欣宜 梁嘉杰

(南开大学材料科学与工程学院, 天津 300350)

柔性压阻式压力传感器作为柔性压力传感器的重要分支, 具有结构简单、灵敏度高、工作范围大、响应速度快及稳定性高等特点, 在人类运动行为探测、健康监测、仿生电子皮肤开发及人机交互等领域均具有潜在发展需求.但是截至目前, 如何同时实现低成本、高性能、低能耗和自驱动仍旧是柔性压阻式压力传感器未来所面临的挑战, 而新型传感机制的开发、新型功能化纳米材料的融合及柔性器件的新型制备工艺将是未来发展的方向.本文综述了近年来柔性压阻式压力传感器的研究进展, 从传感机制出发, 对柔性压阻式压力传感器的活性层材料种类和微结构设计类型进行了总结, 最后对其未来的潜在应用进行了展望.

1 引 言

传感器是将外界环境中的化学、物理或生物等刺激信号转化为可收集电信号的一类重要器件.近十几年来, 随着可穿戴设备在健康监测领域的发展, 传感器的研究逐渐向轻质、高柔性、高灵敏度、快响应速度等方向深入及展开[1−4].柔性传感器能够舒适地附着在人体皮肤上, 解决了刚性平面传感器与人体曲线不匹配的问题.柔性传感器包括柔性压力传感器[5,6]、柔性温度传感器[7,8]、柔性应变传感器[9,10]、柔性湿度传感器[11,12]及柔性多功能集成传感器[13]等.其中柔性压力传感器因被广泛应用于电子皮肤、人工智能、软机器人学、健康监测等……