双层协同导电结构的柔性电阻式应变敏感单元

具有压力检测功能的电子皮肤可用于模拟人体皮肤压力感测，被广泛应用于健康监测、运动检测、人机交互等领域。电子皮肤的压力检测可以通过电阻式、电容式、压电式等物理转换机制来实现，其中，电阻式因其良好的稳定性、优异的动静态特性以及数据采集的便捷性等特点而广受关注。

据麦姆斯咨询报道，近期，合肥工业大学电子科学与应用物理学院的研究团队开发了一种基于炭黑/UV胶(CB/UV)层以及具有裂纹的石墨烯片/聚对苯乙烯磺酸钠(GNPs/PSS)层的双层协同导电结构的柔性电阻式应变敏感单元，该敏感单元具有高应变灵敏度系数GF(最高能达到7449)、低迟滞(4.42%)、响应时间快(80ms)、稳定性高等特点。

敏感单元的制备流程和制备样品结果

研究人员分析了敏感单元的结构、原理和动静态特性，据此设计了具有4×4个传感单元的压力传感阵列。每个传感单元的尺寸约为1cm x 1cm x 0.96mm，压力传感阵列的尺寸约为10cm x 10cm x 1.2mm。

敏感单元的静动态特性测试结果

压力传感阵列的结构、尺寸、传感机理及阵列样品

该4 x 4压力传感阵列的传感单元具有高灵敏度(最高能达到15.23kPa⁻¹)，研究人员利用其检测了砝码质量和抓取力的大小，结果表明该压力传感阵能够准确展示出压力的大小和分布。

传感单元及其阵列的压力测试图

一般的电阻式传感单元灵敏度较低，限制了电阻式电子皮肤的应用，该项研究提出的新型柔性电阻式应变敏感单元及其压力传感阵列，为解决该问题提供了一种新思路，对拓宽电子皮肤和可穿戴设备的应用意义重大。

原文标题：基于电阻式应变敏感单元，构建高性能柔性压力传感器阵列

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审核编辑：汤梓红