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  近日，中國科學院深圳先進技術研究院集成所光子信息與能材料研究中心在壓力傳感器領域取得新進展，相關成果以Touchpoint-tailored ultra-sensitive piezoresistive pressure sensors with a broad dynamic response range and low detection limit 為題發表于材料領域權威期刊 ACS Applied materials & interfaces（美國化學學會《應用界面材料》IF=8.097）。論文的第一作者是深圳先進院陳明副研究員，通訊作者是李文杰副研究員，鐘國華副研究員和楊春雷研究員。 

  柔性可穿戴壓力傳感器在電子皮膚，醫療監測、智能機器人等方面應用廣泛。完美的可穿戴壓力傳感器應該具備高靈敏度、量程范圍大、低檢測極限的傳感系統。然而目前傳統的壓力傳感器無法同時滿足這些要求。對此，楊春雷研究員課題組通過接觸點調制技術，利用柔性聚酰亞胺薄膜/粗糙叉狀電極/聚二甲基硅氧烷薄膜微結構制備了高性能的柔性可穿戴壓力傳感器，該傳感器靈敏度在0-2.5 kPa范圍可達259.32 kPa-1，最大測量范圍達到54 kPa，響應時間約200 μs。在健康監控方面，該壓力傳感器可實現對人體脈搏的監測；在智能機器人方面，課題組制備的壓力傳感器/機器人系統可以感知外界輕微的壓力并做出迅速的動作反射。

圖1. 微結構壓力傳感器傳感特性：（a-b）制備的壓力傳感器具備良好的機械柔韌性 (c-d)不同微結構的壓力傳感器傳感特性，其中“粗糙-粗糙”型傳感器具備超高的靈敏度及最寬的動態范圍（e）“粗糙-粗糙”型壓力傳感器具備良好的穩定性（f）“粗糙-粗糙”型壓力傳感器的響應和恢復時間。

圖2. “粗糙-粗糙”型傳感器應用：（a-b）傳感器用于檢測微弱壓力（米粒），檢測極限可以達到0.36 Pa (c-d) 傳感器用于健康監控：實時監測人體脈搏（e-f）傳感器用于智能機器人：實時監測懸掛乒乓球的輕微擺動。

  該成果為高性能壓力傳感器的制備提供了一種有效的技術方案，并且有望促進壓力傳感器在生物醫學，健康監測和人工智能等方向的實際應用。 

  該研究目前得到國家自然科學基金委以及深圳市基礎研究等項目的資助支持。 

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b20284