微裂缝柔性压力传感器

超高应力容限

通过周期性微裂缝同时实现超高应力容限与灵敏度，简化了微结构传感薄膜的制备工艺。

王颂 · 王琛英 · 赵一凡 · Zhang, Yujing · Zhang, Yaxin · Xu, Xiangyue · Lin, Qijing · 王钰恒 · 韩枫 · Sun, Yu · 蒋庄德

Microsystems and Nanoengineering 2024

具体参数

应力容限

{'zh': '2.477', 'en': '2.477'} MPa

灵敏度

{'zh': '18.092', 'en': '18.092'} kPa⁻¹

可承受压力

{'zh': '400', 'en': '400'} kPa

接触面积比

{'zh': '32.74', 'en': '32.74'} %

技术优势

超高压不失效

周期性微裂缝允许传感薄膜在 400 kPa 以上超高压力下发生大变形，从而大幅拓宽检测范围。

灵敏度同步提升

微裂缝在传感界面和传感单元之间创造出多个突触接触点，显著增大了接触面积变化，将灵敏度提高到 18.092 kPa⁻¹。

制备简单

直接图案化微裂缝即可获得高应力容限，省去了传统微结构所需的复杂脱模步骤。

应用场景

• 柔性压力传感：提供兼具高应力容限与高灵敏度的传感薄膜，适用于宽量程压力检测。
• 电子皮肤：传感器可承受超高压力，满足电子皮肤在重压或冲击下的力感知需求。
• 机器人触觉：实现机器人在重载操作或踩踏等场景下的压力感知，避免传感器过早饱和。
• 可穿戴健康监测：在运动或受压时仍能稳定监测生理信号，不会因高压力而损坏或失真。