柔性可穿戴应力传感器的研究进展

谢丽萍， 向大龙， 王仁乔， 王浩然

(东北大学医学与生物信息工程学院， 沈阳 110169)

近年来，柔性电子的发展取得了显著的进步，在个性化医疗保健、运动监测和机器人人机界面等方面具有广阔的市场。根据业内权威的IDTechEx统计，柔性电子的市场份额将从2020年的412亿美元增长到2030年的740亿美元[1]。随着柔性电子市场规模的迅速扩张，柔性电子有望成为国家重要的战略性新兴产业。

生理健康参数的监测是疾病预防与诊断的关键。目前，临床上生理信号的监测仍然采用传统的刚性传感器。由于传统的刚性传感器应变能力差，仅适合于平面测量，无法适应人体皮肤的曲面特性，导致测量人体生理信号时误差较大、长期佩戴舒适度差等情况。此外，传统刚性传感器的体积和重量大等特点限制了生理信号测量的方式和地点。柔性传感器具有较好的柔韧性、延展性、轻薄和便携等特点，可以任意弯曲甚至折叠，可以适应复杂曲面的生理信号测量[2-4]。轻薄、便携的柔性传感器便于人们随时随地监测健康、运动等信息，有利于疾病的及时发现、预防或康复。

目前，柔性可穿戴传感器技术取得了显著的进步，多种柔性传感器已广泛应用于脉搏波、运动、温度和生化参数(如葡萄糖)的检测[5-10]。然而，柔性传感器的发展仍然有许多待解决的问题。柔性传感器的导电功能材料可分为碳基纳米材料、金属纳米材料、液态金属、导电聚合物等[11]，大部分导电纳米材料制备工艺复杂，增加了传感器的制造成本。……