近日，著名互聯網企業Facebook改名為“Meta”(元)，宣布全力進軍元宇宙。
現(xian)在，元(yuan)宇(yu)宙已經成(cheng)為一個(ge)炙手(shou)可(ke)熱的(de)概念。要實(shi)現(xian)元(yuan)宇(yu)宙這個(ge)想法(fa)，需要借助許多設備和內(nei)容，像VR、AR等(deng)技術，視覺(jue)、聽覺(jue)等(deng)硬件我們(men)大(da)都已經實(shi)現(xian)，然而要怎么在元(yuan)宇(yu)宙里再現(xian)人的(de)觸覺(jue)和味覺(jue)等(deng)感官呢?
柔(rou)性傳(chuan)感(gan)器(qi)就(jiu)是實現觸覺，制造(zao)“電子皮(pi)膚(fu)”的(de)基(ji)石，Facebook一改(gai)名Meta就(jiu)立馬宣布基(ji)于柔(rou)性傳(chuan)感(gan)器(qi)研制“電子皮(pi)膚(fu)”，可見柔(rou)性傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)重(zhong)要性。本文帶你看(kan)看(kan)什么是柔(rou)性傳(chuan)感(gan)器(qi)，以及它的(de)發展潛力和技(ji)術趨勢。
“柔性時代”已然來臨(lin)，成為(wei)業內人士的(de)(de)共(gong)識。而作(zuo)為(wei)柔性電子設(she)備的(de)(de)重要組成部分，柔性傳感(gan)器正(zheng)在從(cong)基礎研究向(xiang)產業化方向(xiang)發展。
利用柔性傳(chuan)感器(qi)和導電(dian)體(ti)，科(ke)學家可(ke)以將外(wai)界的(de)(de)受(shou)力或(huo)受(shou)熱情況轉(zhuan)換為電(dian)信號，傳(chuan)遞給機器(qi)人的(de)(de)電(dian)腦進(jin)行信號處理(li)，這樣(yang)就可(ke)以制作成透明、柔韌、可(ke)延(yan)展、可(ke)自(zi)由彎(wan)曲折疊、可(ke)穿戴的(de)(de)電(dian)子皮膚，以便實時精準的(de)(de)監測出人體(ti)各(ge)項指標。
柔性傳感器有什么特點?
柔(rou)性傳感(gan)(gan)器是指采(cai)用柔(rou)性材料(liao)制成的傳感(gan)(gan)器，具(ju)有良好的柔(rou)韌(ren)性、延展性、甚至可(ke)自由彎(wan)曲(qu)甚至折疊，而且結構形式靈活多(duo)樣，可(ke)根據測量(liang)條(tiao)件的要求任意布置，能(neng)夠非(fei)常方便(bian)地(di)對復雜被(bei)測量(liang)進行檢測。
柔性傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)優(you)勢讓它有非常(chang)好(hao)的(de)應用前(qian)景，包括在醫療電子、環境監測(ce)和可穿戴等領(ling)域。例如在環境監測(ce)領(ling)域，科學家將制作成的(de)柔性傳(chuan)(chuan)感器(qi)置(zhi)于設(she)備中，可監測(ce)臺風和暴雨的(de)等級;在可穿戴方面，柔性的(de)電子產品(pin)更易于測(ce)試皮膚的(de)相關(guan)參(can)數，因為人的(de)身體不是平面的(de)。
那(nei)么，對于(yu)柔(rou)性(xing)傳感(gan)器而言關鍵是什么?以現在被廣泛用于(yu)醫療(liao)、環(huan)境檢測(ce)等領域的柔(rou)性(xing)可穿戴電(dian)子傳感(gan)器為(wei)例，其信(xin)號轉換(huan)機制主要分(fen)為(wei)壓阻、電(dian)容和壓電(dian)三大部分(fen)。
壓 阻
壓阻(zu)傳感器可以將外力(li)轉換成(cheng)電(dian)阻(zu)的變(bian)(bian)化(與(yu)施加壓力(li)的平方根成(cheng)正比)，進而(er)可以方便地用(yong)電(dian)學測試(shi)系統間接探測外力(li)變(bian)(bian)化。而(er)導(dao)電(dian)物(wu)質間導(dao)電(dian)路徑的變(bian)(bian)化是獲(huo)得(de)壓阻(zu)傳感信號的常見機理(li)。由于其簡單(dan)的設備和信號讀出機制，這類傳感器得(de)到廣泛應用(yong)。
程文龍等發展(zhan)了(le)(le)一種(zhong)簡單(dan)實用的(de)高靈敏(min)壓阻(zu)傳感器(qi)，其在彈性基底上構(gou)(gou)筑了(le)(le)金納米線薄(bo)層和(he)電極(ji)陣列。這種(zhong)器(qi)件具(ju)有 13～50000 Pa寬的(de)檢測范(fan)圍(wei)。為(wei)了(le)(le)增(zeng)強靈敏(min)性，實現對接觸力的(de)掃描，鮑(bao)哲楠等利用具(ju)有錐狀微結(jie)構(gou)(gou)的(de)壓阻(zu)傳感器(qi)制(zhi)備了(le)(le)一種(zhong)可以(yi)向大(da)腦傳遞觸覺信息(xi)的(de)電子皮膚。
電 容
電容(rong)(rong)是衡量平行(xing)板間(jian)容(rong)(rong)納電荷(he)能(neng)力(li)的物(wu)理量。傳(chuan)統的電容(rong)(rong)傳(chuan)感(gan)器通過(guo)改變(bian)正對面積s和平行(xing)板間(jian)距d來(lai)探測不同(tong)的力(li),例如壓力(li)，剪切(qie)力(li)等。
電容式傳感(gan)器(qi)的主要(yao)優勢在(zai)于其對(dui)力的敏感(gan)性強,可以實現低(di)能(neng)耗(hao)檢(jian)測(ce)微小的靜態力。鮑(bao)哲楠等在(zai)彈性基底上制備了電容型透明可拉(la)伸(shen)的碳納(na)米(mi)管(guan)傳感(gan)器(qi),對(dui)壓力和拉(la)力同時有響(xiang)應(ying)。
壓 電
壓(ya)電(dian)材料是指在(zai)(zai)機械壓(ya)力下可以(yi)產生(sheng)電(dian)荷(he)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)殊材料。這種(zhong)壓(ya)電(dian)特(te)(te)性(xing)是由存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)電(dian)偶(ou)極矩(ju)導致的(de)(de)(de)(de)。電(dian)偶(ou)極矩(ju)的(de)(de)(de)(de)獲得是靠取向的(de)(de)(de)(de)非中心對稱晶(jing)體結構變形，或者孔中持續存在(zai)(zai)電(dian)荷(he)的(de)(de)(de)(de)多(duo)孔駐極體。壓(ya)電(dian)系數是衡量(liang)(liang)壓(ya)電(dian)材料能量(liang)(liang)轉(zhuan)換效率的(de)(de)(de)(de)物理(li)量(liang)(liang)，壓(ya)電(dian)系數越(yue)高(gao)(gao)(gao)，能量(liang)(liang)轉(zhuan)換的(de)(de)(de)(de)效率就越(yue)高(gao)(gao)(gao)。高(gao)(gao)(gao)靈敏，快速響(xiang)應(ying)和高(gao)(gao)(gao)壓(ya)電(dian)系數的(de)(de)(de)(de)壓(ya)電(dian)材料被廣泛應(ying)用于將壓(ya)力轉(zhuan)換為電(dian)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)傳感(gan)器。
柔性材料迅速發展成為催化劑
柔(rou)性(xing)(xing)(xing)傳(chuan)感器為何成為趨勢，自然是隨著(zhu)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)的(de)發展(zhan)應運而(er)生。柔(rou)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)是與剛性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)相(xiang)對應的(de)概(gai)念，一般，柔(rou)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)具有(you)柔(rou)軟 、低模量 、易(yi)變形等屬性(xing)(xing)(xing) 目前(qian)制作柔(rou)性(xing)(xing)(xing)傳(chuan)感器的(de)材(cai)料(liao)有(you)很多，主要是金屬材(cai)料(liao)、無機(ji)半導體材(cai)料(liao)、有(you)機(ji)材(cai)料(liao)和(he)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)基底(di)。
1、柔性基底
為(wei)了滿足柔性電子器件(jian)的要求，輕薄、透明、柔性和拉(la)伸性好、絕緣耐(nai)腐蝕等性質成為(wei)了柔性基底的關鍵指(zhi)標。
在眾多柔(rou)性(xing)(xing)基底(di)的(de)(de)選擇中，聚二甲基硅(gui)氧烷(PDMS)成為(wei)了人們的(de)(de)首選。它的(de)(de)優(you)勢包括方(fang)(fang)便易得、化學性(xing)(xing)質(zhi)穩定(ding)、透明和熱穩定(ding)性(xing)(xing)好等。尤(you)其(qi)在紫外光(guang)下(xia)粘(zhan)附區(qu)和非粘(zhan)附區(qu)分明的(de)(de)特性(xing)(xing)使其(qi)表(biao)面可以很容(rong)易地粘(zhan)附電(dian)子材料。很多柔(rou)性(xing)(xing)電(dian)子設備通(tong)過降低基底(di)的(de)(de)厚度來獲得顯著的(de)(de)彎曲(qu)性(xing)(xing);然而，這(zhe)種(zhong)方(fang)(fang)法局限于(yu)近乎平整的(de)(de)基底(di)表(biao)面。相(xiang)比之(zhi)下(xia),可拉伸的(de)(de)電(dian)子設備可以完全粘(zhan)附在復雜(za)和凹凸(tu)不平的(de)(de)表(biao)面上。
目前,通(tong)常有兩種(zhong)策(ce)略來實現可穿戴傳感器(qi)的(de)(de)拉(la)伸(shen)性(xing)。第(di)一種(zhong)方(fang)法是在柔(rou)性(xing)基(ji)底(di)上直(zhi)接鍵合(he)低(di)楊氏模量的(de)(de)薄(bo)導電材料。第(di)二種(zhong)方(fang)法是使用本身可拉(la)伸(shen)的(de)(de)導體組裝器(qi)件。通(tong)常是由導電物質混合(he)到彈(dan)性(xing)基(ji)體中制備。
2、金屬材料
金(jin)屬材(cai)料(liao)一(yi)般(ban)為金(jin)銀(yin)銅等導體材(cai)料(liao)，主要用(yong)于電極和導線。對于現代印刷工藝(yi)而言，導電材(cai)料(liao)多選用(yong)導電納(na)米(mi)油墨，包括納(na)米(mi)顆(ke)粒(li)和納(na)米(mi)線等。金(jin)屬的(de)納(na)米(mi)粒(li)子除了(le)具有良好的(de)導電性外，還可以(yi)燒結成(cheng)薄膜或導線。
3、無機半導體材料
以ZnO和ZnS為(wei)代表的(de)無機半導體材料由于其出色的(de)壓電(dian)特性(xing)，在可穿(chuan)戴(dai)柔性(xing)電(dian)子傳(chuan)感器領域顯示出了廣闊的(de)應用前景。
一種(zhong)(zhong)基于直接將(jiang)機械能轉換為(wei)光(guang)學信號(hao)的(de)柔(rou)性(xing)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)傳(chuan)感器被開發(fa)(fa)出(chu)來。這種(zhong)(zhong)矩陣利用了Zn S:Mn 顆粒(li)的(de)力(li)(li)(li)致(zhi)發(fa)(fa)光(guang)性(xing)質。力(li)(li)(li)致(zhi)發(fa)(fa)光(guang)的(de)核心是壓(ya)(ya)電(dian)效應引(yin)發(fa)(fa)的(de)光(guang)子發(fa)(fa)射。壓(ya)(ya)電(dian) Zn S 的(de)電(dian)子能帶在壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)作用下產(chan)生壓(ya)(ya)伏效應而(er)產(chan)生傾斜，這樣可以促進Mn2+的(de)激發(fa)(fa)，接下來的(de)去激發(fa)(fa)過(guo)程發(fa)(fa)射出(chu)黃光(guang)(580nm左(zuo)右(you))。
一種快速響應(ying)(響應(ying)時間小于10ms)的傳感器(qi)就是由這(zhe)種力(li)致發(fa)光轉換過(guo)(guo)程所得(de)到(dao)，通過(guo)(guo)自上而下的光刻工藝，其空間分(fen)辨(bian)率可(ke)達 100μm。這(zhe)種傳感器(qi)可(ke)以記錄(lu)單點滑(hua)移的動(dong)態壓力(li)，其可(ke)以用于辨(bian)別(bie)簽(qian)名者(zhe)筆跡和通過(guo)(guo)實時獲得(de)發(fa)射強度曲線來(lai)掃(sao)描(miao)二維平面(mian)壓力(li)分(fen)布。所有的這(zhe)些特點使得(de)無機半導體材(cai)料成為未(wei)來(lai)快速響應(ying)和高(gao)分(fen)辨(bian)壓力(li)傳感器(qi)材(cai)料領域(yu)最有潛力(li)的候選者(zhe)之一。
4、有機材料
大(da)規模壓(ya)(ya)力傳感(gan)器(qi)(qi)陣列(lie)對(dui)未來可穿戴(dai)傳感(gan)器(qi)(qi)的發展非常重要。基于壓(ya)(ya)阻和(he)電容(rong)信號(hao)機制的壓(ya)(ya)力傳感(gan)器(qi)(qi)存(cun)在信號(hao)串擾(rao)，導致了測量的不準確，這個(ge)問題成(cheng)為發展可穿戴(dai)傳感(gan)器(qi)(qi)最(zui)大(da)的挑(tiao)戰之一。
由于晶體管完美的信號轉換和放大性能，晶體管的使用為減少信號串擾提供了可能。因此，在可穿戴傳感器和人工智能領(ling)域的很多研究都是圍繞如何獲得大(da)規模柔性壓(ya)敏(min)晶體管展開的。
典型(xing)的場(chang)效應(ying)晶(jing)體管是由源(yuan)極(ji)、漏(lou)極(ji)、柵極(ji)、介(jie)電(dian)層(ceng)和半導體層(ceng)五部分構成。根據多數載流子的類型(xing)可以分為p型(xing)(空穴(xue))場(chang)效應(ying)晶(jing)體管和n型(xing)(電(dian)子)場(chang)效應(ying)晶(jing)體管。
傳統上用于場效應(ying)晶體(ti)管研究的p型(xing)聚(ju)合(he)(he)物材(cai)料(liao)主要是噻(sai)吩類聚(ju)合(he)(he)物，其中(zhong)最為成功的例子便是聚(ju)(3-己基噻(sai)吩)(P3HT)體(ti)系。萘四酰亞二胺(NDI)和苝四酰亞二胺(PDI)顯示了(le)良好的n型(xing)場效應(ying)性能，是研究最為廣泛(fan)的n型(xing)半導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)，被廣泛(fan)應(ying)用于小分子n型(xing)場效應(ying)晶體(ti)管當中(zhong)。
通常晶體(ti)管參數(shu)有(you)(you)載流(liu)子遷移率(lv)、運行電壓和開/關電流(liu)比等。與無機半導體(ti)結構相比，有(you)(you)機場效應晶體(ti)管(OFET)具(ju)有(you)(you)柔性高和制備成本低(di)的(de)優點,但也(ye)有(you)(you)載流(liu)子遷移率(lv)低(di)和操作電壓大的(de)缺(que)點。
5、碳材料
柔性(xing)可穿戴電子傳感器常用的碳(tan)(tan)材(cai)料有碳(tan)(tan)納(na)(na)米管和石墨烯(xi)等。碳(tan)(tan)納(na)(na)米管具(ju)有結晶度高、導(dao)電性(xing)好、比(bi)(bi)表(biao)面積大、微孔大小可通過(guo)合成工藝加以(yi)控制，比(bi)(bi)表(biao)面利(li)用率可達100%的特點(dian)。
石(shi)墨(mo)烯(xi)具(ju)有(you)輕薄透明，導電導熱性好等(deng)特(te)點。在傳(chuan)感技術(shu)、移(yi)動通訊、信息技術(shu)和電動汽(qi)車等(deng)方面具(ju)有(you)極其(qi)重要和廣闊(kuo)的(de)應用前景(jing)。
在碳納(na)米(mi)管(guan)的應用上，利用多臂碳納(na)米(mi)管(guan)和銀復合并(bing)通過印刷(shua)方式得(de)到(dao)的導電聚合物傳感(gan)器，在140%的拉伸下，導電性(xing)仍然高達20S/cm。
在(zai)碳納(na)米(mi)管(guan)和石墨烯的(de)綜合(he)應用上，制備了可(ke)以(yi)高度拉伸的(de)透明(ming)場效應晶(jing)體管(guan)，其結(jie)合(he)了石墨烯/單(dan)(dan)壁(bi)碳納(na)米(mi)管(guan)電極(ji)和具(ju)有褶(zhe)皺的(de)無機介(jie)(jie)電層(ceng)單(dan)(dan)壁(bi)碳納(na)米(mi)管(guan)網(wang)格通道。由于存在(zai)褶(zhe)皺的(de)氧化鋁介(jie)(jie)電層(ceng),在(zai)超過一千次20%幅度的(de)拉伸-舒張循環下，沒(mei)有漏極(ji)電流(liu)變化，顯(xian)示出了很好(hao)的(de)可(ke)持續性。
柔性傳感器種類繁多
柔(rou)(rou)性(xing)(xing)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)種類(lei)(lei)較(jiao)多，分類(lei)(lei)方式(shi)也(ye)多樣化 。按照用途(tu)分類(lei)(lei)，柔(rou)(rou)性(xing)(xing)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)包括柔(rou)(rou)性(xing)(xing)壓力傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi) 、柔(rou)(rou)性(xing)(xing)氣體(ti)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi) 、柔(rou)(rou)性(xing)(xing)濕度傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi) 、柔(rou)(rou)性(xing)(xing)溫度傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi) 、柔(rou)(rou)性(xing)(xing) 應變傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi) 、柔(rou)(rou)性(xing)(xing)磁阻抗(kang)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)和(he)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)熱流量傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)等。
按照感(gan)(gan)知(zhi)機理分類，柔(rou)性(xing)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)包括柔(rou)性(xing)電(dian)阻式傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi) 、柔(rou)性(xing)電(dian)容式傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi) 、柔(rou)性(xing)壓(ya)磁式傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)和柔(rou)性(xing)電(dian)感(gan)(gan)式傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等(deng) 。
接下來，列(lie)舉一些(xie)目前應用較多的柔(rou)性傳感器。
柔性圖像感應陣列
柔(rou)(rou)性(xing)(xing)電子(zi)設備(bei)的(de)(de)光(guang)敏性(xing)(xing)是柔(rou)(rou)性(xing)(xing)成像傳感(gan)(gan)系統，生物健(jian)康監測和遙(yao)控的(de)(de)技術(shu)核(he)心。設計(ji)具(ju)有新材(cai)料和結構的(de)(de)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)平(ping)臺(tai)來開(kai)發高感(gan)(gan)測性(xing)(xing)能光(guang)電探測器是十(shi)分(fen)必要的(de)(de)，為了(le)實現快(kuai)速響應和寬(kuan)帶寬(kuan)，低維度(du)材(cai)料得(de)到認可(ke)(ke)，包(bao)括納(na)米線、納(na)米帶、2D材(cai)料和納(na)米復合材(cai)料。這些基于納(na)米材(cai)料的(de)(de)可(ke)(ke)穿戴式光(guang)電探測器在感(gan)(gan)測平(ping)臺(tai)上是可(ke)(ke)拉伸，可(ke)(ke)彎曲，重量輕和透明的(de)(de)，并(bing)且(qie)由(you)于它們(men)在將來的(de)(de)人性(xing)(xing)化應用中的(de)(de)潛在價值(zhi)受到極大關注。
2017年合肥工業大學與韓國成(cheng)均館大學近期組成(cheng)聯(lian)合科研團隊，提出了(le)一種新的界面(mian)限域外延生(sheng)長方法，成(cheng)功制備出高質量(liang)大晶粒非(fei)層狀(zhuang)結(jie)構硒(xi)化鎳薄膜。他們通過硒(xi)化鎳微米帶陣列的圖(tu)形化生(sheng)長，構筑高性能且均勻(yun)性好的光探測器陣列，為(wei)柔性圖(tu)像傳感器的實現(xian)奠(dian)定了(le)基礎。
柔性氣體傳感器
柔性氣體(ti)傳感器(qi)(qi)在電極表面布置對氣體(ti)敏感的(de)薄膜材(cai)料，其基底是柔性的(de)，具備輕(qing)便(bian)(bian)、柔韌(ren)易(yi)彎曲，可(ke)大(da)面積制作等(deng)特(te)點，薄膜材(cai)料也具備更高的(de)敏感性和相對簡便(bian)(bian)的(de)制作工藝(yi)而備受關注(zhu)。這(zhe)很好(hao)地滿(man)足了(le)特(te)殊環(huan)境下氣體(ti)傳感器(qi)(qi)的(de)便(bian)(bian)攜(xie)、低(di)功耗等(deng)需求，打破了(le)以(yi)往氣體(ti)傳感器(qi)(qi)不易(yi)攜(xie)帶、測(ce)量(liang)范圍不全面、量(liang)程小(xiao)、成本(ben)高等(deng)不利因素，可(ke)對乙醇(chun)氣體(ti)進行簡單精確的(de)檢測(ce)。
河(he)北工業大學材料科學與工程學院苑文靜(jing)副(fu)研(yan)究員、殷福星教授(shou)團隊研(yan)發(fa)(fa)出(chu)一種基于三維Mxene框架(3D-M)的高性(xing)能柔性(xing)VOCs(揮發(fa)(fa)性(xing)有機化(hua)(hua)合物(wu))化(hua)(hua)學電(dian)阻型(xing)傳感器，可在室溫下檢測極寬濃度范圍(wei)的VOCs。
柔性濕度傳感器
濕(shi)(shi)(shi)度傳感器(qi)(qi)(qi)主要有電(dian)(dian)阻(zu)(zu)式(shi)、電(dian)(dian)容式(shi)兩大類。濕(shi)(shi)(shi)敏(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)器(qi)(qi)(qi)特點是在基片(pian)上(shang)覆(fu)蓋(gai)一(yi)層用感濕(shi)(shi)(shi)材料制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)膜(mo)，當空氣中的(de)(de)水蒸汽吸附(fu)在感濕(shi)(shi)(shi)膜(mo)上(shang)時(shi)，元件(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)和電(dian)(dian)阻(zu)(zu)值都發(fa)生變化(hua)，利用這一(yi)特性即可(ke)測量濕(shi)(shi)(shi)度。濕(shi)(shi)(shi)敏(min)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)(qi)一(yi)般是用高分(fen)子(zi)薄膜(mo)制(zhi)成(cheng)(cheng)，常用的(de)(de)高分(fen)子(zi)材料有聚苯乙(yi)烯、聚酞(tai)亞胺、酪(lao)酸(suan)醋酸(suan)纖維等。濕(shi)(shi)(shi)度傳感器(qi)(qi)(qi)正(zheng)從簡單的(de)(de)濕(shi)(shi)(shi)敏(min)元件(jian)向集成(cheng)(cheng)化(hua)、智能化(hua)。
多參數(shu)檢(jian)測(ce)的方向迅速(su)發展(zhan)，傳統的干濕球濕度(du)計或(huo)毛發濕度(du)計已無(wu)法滿足現代科技發展(zhan)的需要。
柔(rou)性濕(shi)度(du)傳感器(qi)以(yi)低成本、低能(neng)耗、易于制造和(he)易集成到智能(neng)系統(tong)制造等優點已被廣泛研究。制作該類(lei)柔(rou)性濕(shi)度(du)傳感器(qi)的基底材料與其(qi)他柔(rou)性傳感器(qi)類(lei)似，制造濕(shi)度(du)敏感膜的方法也有(you)很多，包括浸涂 、旋轉涂料 、絲網印刷(shua)和(he)噴墨印刷(shua)等。
柔性壓力傳感器
柔性壓力傳感器在智能服裝、智能運動、機器人“皮膚”等方面有廣泛運用。聚偏氟乙烯、硅橡膠、聚酞亞胺等作為其基底材料已廣泛用于柔性壓力傳感器的制作，它們有別于采用金屬應變的測力傳感器和采用n型半導體芯片的(de)擴(kuo)散型普(pu)通壓力(li)傳感器，具有較好的(de)柔韌性、導(dao)電性及壓阻特性。
2020年，復旦大學武利民教(jiao)授課題(ti)組(zu)展示了(le)一種基于(yu)Fowler-Nordheim隧(sui)穿效應的(de)(de)(de)設(she)計思想，解(jie)決了(le)壓力(li)傳感器(qi)固(gu)有的(de)(de)(de)靈敏(min)度和密(mi)度等(deng)無法共存的(de)(de)(de)限制性(xing)問題(ti)。該技術通(tong)過旋涂(tu)分散在聚二(er)甲基硅氧(yang)烷(wan)中的(de)(de)(de)極低(di)含量的(de)(de)(de)海膽(dan)狀空心碳球(qiu)(小(xiao)于(yu)1.5 wt%)來制造具(ju)有超(chao)高靈敏(min)度和感測密(mi)度的(de)(de)(de)壓力(li)傳感器(qi)，它可以(yi)通(tong)過工業上可行且可擴(kuo)展的(de)(de)(de)旋涂(tu)方法來制造，從(cong)而為實現超(chao)高靈敏(min)度柔性(xing)壓力(li)傳感器(qi)在各種表面和體內環(huan)境中的(de)(de)(de)大規模生產和應用提供了(le)有效途徑。
結語
柔(rou)性智能(neng)傳感器的應(ying)用(yong)前景一路向好，但是其(qi)產業(ye)化的過(guo)程中一定將面臨很多挑戰。
目前，柔性(xing)(xing)傳(chuan)感(gan)器許(xu)多技術仍停留在研究(jiu)階段，柔性(xing)(xing)傳(chuan)感(gan)器產(chan)業鏈整體亟待(dai)提(ti)高。就技術本身而(er)言，傳(chuan)感(gan)器本身的(de)穩定性(xing)(xing)、耐(nai)磨損性(xing)(xing)等(deng)還需要進一步提(ti)高。而(er)從整個產(chan)業鏈的(de)配套來說，柔性(xing)(xing)電路(lu)、柔性(xing)(xing)存儲，以及軟硬連接等(deng)環節也需要跟進步伐。
柔性傳感器搞(gao)出來(lai)了(le)，元宇(yu)宙的大門離我們(men)也(ye)就不遠了(le)。
資訊(xun)來源：物聯傳(chuan)媒
