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  一般來(lái)說(shuō)，壓力傳感器的高靈敏性與寬檢測(cè)范圍往往不能兼得。例如，在柔性材料表面引入分層微結(jié)構(gòu)可以有效提高壓力傳感器的靈敏度，但由于微結(jié)構(gòu)的可壓縮性有限，只有在較低的壓力范圍才能產(chǎn)生高靈敏度，因此制備一種在寬壓力范圍內(nèi)高靈敏度的柔性壓力 傳感器是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

  鑒于此，上海工程技術(shù)大學(xué)宋仕強(qiáng)副教授與其研究生張翠芬, 基于在應(yīng)力應(yīng)變傳感器領(lǐng)域(J. Mater. Chem. A, 2021,9, 3931; J. Mater. Chem. C, 2021, 9, 15337; Eur. Polym. J., 2022, 164: 110980)的研究基礎(chǔ)，受壁虎觸角和人體骨骼結(jié)構(gòu)啟發(fā)，設(shè)計(jì)制備了一種分層梯度結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)提高靈敏度和拓寬壓力工作范圍并確保長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的信號(hào)穩(wěn)定性。這種傳感器具有半球陣列和梯度孔隙結(jié)構(gòu)，允許其從微小壓力到高壓力區(qū)域內(nèi)發(fā)生大幅度變形，顯著提高了傳感器在形變壓力范圍內(nèi)的靈敏度。該傳感器在0~1.9 kPa壓力范圍內(nèi)敏感度可達(dá)102.3 kPa^-1，壓力檢測(cè)范圍為0~400 kPa，且具備響應(yīng)迅速 (35 ms)和良好的信號(hào)穩(wěn)定性(>5000)等特點(diǎn)。通過(guò)簡(jiǎn)單的制備方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了壓力傳感器高靈敏度和寬壓力工作范圍，使其實(shí)際應(yīng)用范圍廣泛。

圖4 傳感器對(duì)于不同壓力的感知信號(hào)

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522005900