近日, 中國科學院深圳先進技術研究院先進材料研究中心汪正平與孫蓉領導的先進電子封裝材料科研團隊, 研發出一種新型的柔性壓力感測器, 相關成果以Flexible and Highly Sensitive Pressure Sensor Based on Microdome-Patterned PDMS Forming with Assistance of Colloid Self-Assembly and Replica Technique for Wearable Electronics為題, 線上發表在ACS Applied Materials & Interfaces上.
柔性壓力感測器是一種用於感知物體表面作用力大小的柔性電子器件, 能貼附於各種不規則物體表面, 在醫療健康, 機器人, 生物力學等領域有著廣泛的應用前景. 隨著科學技術的發展, 柔性壓力感測器能否兼具柔韌性和準確測量壓力分布資訊等功能成為人們關注的焦點. 由於微結構不僅能夠提高感測器的靈敏度, 還能更快地恢複感測器的彈性形變, 具備快速響應能力. 因此, 構建微結構是提高柔性壓力感測器綜合性能的有效途徑, 成為學術界和工業界的關注重點.
科研團隊巧妙利用聚合物膠體微球自組裝陣列作為模板, 通過兩步複製製備了具有微凸點陣列的柔性基底. 相對於傳統光刻技術製備微結構矽模板的方法, 該研究採用的全化學法無需依賴昂貴的光刻設備及複雜的光刻工藝, 具有製備工藝簡單, 成本低, 可通過膠體微球粒徑的選擇來調控柔性基底微凸點的尺寸等優勢. 所制柔性壓力感測器具有高靈敏度, 快速的響應時間和良好的穩定性, 對低壓段壓力具有較強靈敏性等特點.
研究工作得到國家重點研發專項, 國家自然科學基金, 廣東省高密度電子封裝關鍵材料重點實驗室, 中科院深圳先進院優秀青年創新基金等的支援.
聚合物膠體微球陣列與複製得到的微陣列結構PDMS柔性基底 (上) ; 微凸點柔性壓力感測器的感測性能 (中) 及其對微弱空間壓力分布測試 (下) .
