柔性压力传感器通过为可穿戴设备提供生理监控功能以及为软机器人提供触觉感知,是软电子设备的基本组件。迫切需要具有可靠性能的柔性压力传感器,但要满足日常活动甚至高温等恶劣环境中实际应用的要求,仍然存在挑战。于此,南方科技大学郭传飞、深圳大学黄思雅等人描述了一种基于具有高结构弹性的柔性陶瓷纳米纤维网络的高灵敏度、高可靠性电容式压力传感器,该传感器可最大限度地降低聚合物传感器中常见的因聚合物粘弹性而导致的性能退化。
本文要点:
1)这种陶瓷压力传感器具有高灵敏度(≈4.4 kPa−1)、超低检测限(<0.8 Pa)、响应速度快(<16 ms)以及50000次加载/卸载循环的低疲劳。高稳定性归因于陶瓷纳米纤维网络具有优异的机械稳定性。
2)通过使用基于纺织品的电极,展示了一种完全透气且可穿戴的陶瓷压力传感器,用于实时健康监测和运动检测。由于陶瓷的耐高温性,陶瓷纳米纤维网络传感器可以在高达370°C的温度下正常工作,这在恶劣的环境应用中具有广阔的前景。
透气和穿戴式传感器,用于生理监测和运动检测
耐高温压力传感器
Fu, M., et al., A Highly Sensitive, Reliable, and High‐Temperature‐Resistant Flexible Pressure Sensor Based on Ceramic Nanofibers. Adv. Sci. 2020, 2000258.
https://doi.org/10.1002/advs.202000258