多孔微结构摩擦电传感器

宽压力检测

同时利用微结构响应微小压力和孔隙结构增大形变，实现从脉搏到1000 kPa的宽量程检测。

Wang, Yunfeng · 穆海宝 · Shasha, He · 王帅 · Maoqun, Shen · 张冠军

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

功率密度

{'zh': '6.2', 'en': '6.2'} W/m²

LED点亮数量

{'zh': '600', 'en': '600'}

最大检测压力

{'zh': '1000', 'en': '1000'} kPa

响应时间

{'zh': '14', 'en': '14'} ms

恢复时间

{'zh': '10', 'en': '10'} ms

技术优势

压力范围宽

微结构响应微小压力（如脉搏），多孔结构承受大形变，使检测范围从脉搏扩展到1000 kPa。

响应快

器件在11 Hz下响应时间14 ms，恢复时间10 ms，适合实时动态压力监测。

输出功率高

在最佳阻抗匹配下功率密度达6.2 W/m²，30×40 mm器件可点亮600多个LED并驱动小型电子设备。

应用场景

• 可穿戴传感：监测人体脉搏和运动，实现宽范围压力感知。
• 电子皮肤：作为电子皮肤敏感层，感知从轻触到重压。
• 自供电传感：无需外部电源，将机械能转为电信号进行压力检测。
• 能量收集：收集机械能，为小型电子设备供电。