梯度工程柔性压力传感器

近绝对线性

高模量纳米纤维网络嵌入低模量离子凝胶,模拟皮肤梯度模量,兼得超高灵敏度与超低蠕变。

Xin, Gou · 廖昌荣 · Yong, Zhang · 李佩 · Shipan, Lang · 张超 · Shengkai, Hu · Ning, Yu · 李春宝 · 杨军

Composites Part B: Engineering 2026

参数信息

线性范围
1 MPa
线性度
0.999
灵敏度
81.3 kPa⁻¹
信号漂移
1.76 %
垂直地面反作用力预测精度
0.95

技术优势

线性范围达1 MPa

高模量纳米纤维网络与低模量凝胶协同分担应力,使传感器在1 MPa宽压力范围内保持近绝对线性(R²=0.999),远超传统柔性传感器的线性压力区间。

蠕变降低96.8%

纳米纤维网络限制离子迁移路径,显著抑制粘弹性蠕变,持续加载下信号漂移仅1.76%,解决了柔性传感器长时间使用时的信号不稳定性问题。

灵敏度超高

压力引起的介电变化、接触面积扩展和双电层变薄三者动态补偿、线性叠加,使传感器在保持宽线性范围的同时获得81.3 kPa⁻¹的超高灵敏度。

应用场景