材料百态

Small封面图片。大连理工大学供图

柔性压力传感器广泛应用于生物医学、脑机工程、智能制造等领域。近日，大连理工大学刘军山研究员团队与李明教授团队等合作，独辟蹊径地提出一种纳米工程策略，首次制造出亚微米厚度（0.85μm）柔性压力传感器。相关成果以封面文章形式发表于Small。

柔性压力传感器通常由上下两层柔性电极层和中间的功能软材料层组成，外界压力会导致功能软材料层压缩变形，从而引起传感器输出信号改变。而这种以功能软材料层压缩变形为主导的传感机理，要求电极层具有相对较大的抗弯刚度，且厚度一般要比功能软材料层大1~2个数量级。因此，现有的柔性压力传感器厚度只能是百微米甚至毫米量级，严重影响了传感器的轻质性、变形性和共形性。

团队通过纳米工程策略，将柔性压力传感器的传感机理，由功能软材料层的压缩变形为主导，转变为柔性电极层的弯曲变形为主导，从根本上解除了对于传感器厚度的限制。并且由于超薄的柔性电极层拥有极强的变形能力，使得传感器具有优异的检测性能。传感器的单位面积重量只有每平方米2.8克，相当于普通办公打印纸的1/29，能够承受曲率半径小至8.8μm的面外超大弯曲变形，能够与皮肤表面实现完全共性贴合。另外，传感器的灵敏度为92.11 kPa-1，检出限为0.8 Pa，均为目前公开报道的最高水平。

纳米工程策略可以呈数量级地减少传感器厚度，从而突破性提升传感器的轻质性、变形性和共形性，同时还能使传感器具有超高的检测性能，为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新思路。（见习记者孙丹宁）

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