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超弹性柔性传感器在压力检测领域开辟了新天地

本站发布时间:2024-04-28 17:09:43

在最近的进展中,柔性压力传感器已经被开发出来模拟人类皮肤的敏感性,这大大有利于交互式技术、健康监测和机器人等领域。这些创新利用了各种微观结构策略,包括金字塔结构、圆顶结构、褶皱结构和分层结构,以提高灵敏度和耐用性。尽管有潜力,但目前的设计往往涉及复杂的制造过程

为了应对这些挑战,新方法旨在简化传感器制造,同时拓宽其压力检测能力和应力容限,将传感器技术的边界推向更高效、更通用的应用

发表在《Microsystems&;纳米工程推出了一种尖端的柔性压力传感器,以其对超高应力的非凡弹性而闻名。这一技术突破利用了嵌入MW-CNT和聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合混合物中的周期性微球的力量,标志着传感器能力的重大进步

这种新型配置显著增强了传感器承受极端压力的能力,实验测试表明其应力容限为400 kPa,理论预测高达2.477 MPa。此外,该设计实现了18.092kPa&minus的显著灵敏度;1,为压力传感器性能树立了新标准

微芯片的集成有助于在高压下实现显著变形,拓宽了传感器的工作范围,同时避免了传统成型和脱模过程的复杂性。这一特性,再加上最佳的MW-CNT/PDMS比率,确保了在负载下传感膜内和周期性传感单元之间连续的多个接触点

这些功能共同增强了传感器的功效,实现了从风向监测到高风险健康监测和车辆负载检测的各种应用

首席研究员表示,“这种创新的微槽策略不仅简化了传感器的制造过程,而且大大扩展了其应用范围,从健康监测到超高压传感应用,如车辆负载检测。”

传感器的高应力容限和灵敏度对包括机器人、健康监测和汽车行业在内的各个行业都有巨大影响。其检测微小压力变化的能力为非侵入性健康监测设备开辟了新的可能性

More information: Song Wang et al, Flexible pressure sensors with ultrahigh stress tolerance enabled by periodic microslits, Microsystems & Nanoengineering (2024). DOI: 10.1038/s41378-023-00639-4

Journal information: Microsystems and Nanoengineering

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