三模态柔性传感器

单片集成应变近距压力

利用电极复用架构将应变、接近和压力三种传感模式集成于单一紧凑器件，减少结构冗余与性能权衡。

Zhao, Yunbiao · Yewei, Song · Wu, Qi · 黄岩

ACS Applied Materials & Interfaces 2026

参数信息

应变系数

3.69

接近检测范围

100 mm

压力灵敏度（低压区）

3.75 kPa⁻¹

压力灵敏度（高压区）

0.99 kPa⁻¹

技术优势

集成复杂度降低

通过电极复用架构，同一电极同时用于压阻和电容传感，省去了额外的电极和互连，简化了器件结构。

接近检测距离达 100 mm

蛇形电极的互补堆叠最大化边缘场效应，实现长距离非接触检测，这对于手势识别等应用至关重要。

缓解压力灵敏度与量程的矛盾

分层离子电子界面在宽压力范围内保持高灵敏度，低压区 3.75 kPa⁻¹，高压区仍有 0.99 kPa⁻¹，避免传统传感器在高压力下灵敏度骤降。

应用场景

• 可穿戴健康监测：同时监测脉搏、肌肉运动和呼吸，实现多参数健康追踪。
• 人机界面：结合触觉与本体感觉，区分材料软硬度与结构顺应性。
• 电子皮肤：提供多模态感知，模拟皮肤综合触觉功能。
• 柔性电子：采用柔性电极与结构，适应可穿戴与曲面应用。
• 多模态传感：单一器件集成三种传感模式，简化系统设计。