首创混合响应柔性压力传感器，为人把脉，也将为机器人打造人类触觉

近年来，柔性可穿戴设备在监测人体生物信号方面的研究取得长足进步，使用柔性贴片随时随地监测血压、脉搏指日可待。然而，现有可穿戴压力传感器存在一个大问题：高灵敏度与宽域工作范围无法兼得。即使是非常轻微的压力，都会使传感器的灵敏度大幅下降。

“柔性压力传感器赛道非常拥挤，经过20年的发展，研究遇到瓶颈，因为仍然没有很好的办法能够解决压力和灵敏度之间的矛盾，”鲁南姝说。

近期，鲁南姝带领的团队通过创新有史以来第一个混合传感器方法来填补这一空白，“这是第一个利用压阻-压容混合响应来承受压力而不显著降低灵敏度的传感器。”她表示。

鲁南姝课题组发明的“复合响应”压力传感器近期在《先进材料》上发表。

通过导电的多孔状微结构与超薄绝缘层的结合，研究员们首次发现分布式压电电阻和压电电容的混合响应能够使得柔性压力传感器兼具高灵敏度和宽域工作范围。小至一种果蝇的重量（0.07pa），大到人脚踏步所产生的压力（125kPa），都可以被灵敏地感应到。

据介绍，该传感器是由一种超高孔隙率的导电纳米复合材料（porous nanocomposite，PNC），超薄绝缘层以及Au/PI电极复合而成。其中，多孔纳米复合材料（PNC）由碳纳米管（carbon nanotube，CNT）掺杂的Ecoflex硅胶构成。

复合响应压力传感器HRPS应用演示

受试者戴上虚拟现实（VR）头盔，对HRPS产生了8kPa的预压力，颞动脉搏动信号仍然能够被清晰测得

为了展示传感器对微小压力信号的灵敏程度，研究人员测量了一只仅有0.7毫克重的果蝇、传感器上方3厘米处的鼓风机吹出的气流、三个连续降落的水滴，以及人体颈动脉和颞动脉的脉搏跳动。……