柔性壓力傳感器由于其在電子皮膚中的潛在應(yīng)用而引起了人們的廣泛關(guān)注，迄今為止，已經(jīng)有很多方法被報(bào)道可以實(shí)現(xiàn)從機(jī)械刺激到電信號(hào)的有效轉(zhuǎn)換。然而，實(shí)際的柔性矩陣場(chǎng)景中的失真信號(hào)問題尚未得到很好的解決。

中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究所（SIAT）的研究人員提出了一種高性能、零待機(jī)功耗、超高靈敏度、寬線性響應(yīng)范圍的柔性壓力傳感器。這項(xiàng)研究發(fā)表在《納米能源》（Nano Energy）雜志上（“人造反射弧彎曲壓力傳感器的高性能零待機(jī)功耗”）。

人工軀體反射弧的概念及應(yīng)用舉例（圖片：SIAT）

在傳感器結(jié)構(gòu)中，研究人員在頂部截短的金字塔結(jié)構(gòu)聚二甲基硅氧烷（PDMS）/摻鋁氧化鋅（AZO）和底部聚酰亞胺（PI）/金（Au）叉指電極（PDMS-AZO/PS/PI Au）之間引入了一種可調(diào)諧的光刻膠間隔物（PS）。

新設(shè)計(jì)的壓力傳感器在彎曲角度小于20.5°時(shí)具有零待機(jī)功耗的特點(diǎn)，同時(shí)在彎曲角度大于20.5°時(shí)實(shí)現(xiàn)了從絕緣狀態(tài)到導(dǎo)通狀態(tài)的有效過渡。在62pa-9.6kpa的超寬線性響應(yīng)范圍內(nèi)，其靈敏度為2200kpa?1、響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間快（《20ms）。

研究小組進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種模擬生物系統(tǒng)反應(yīng)的人工軀體反射弧，傳感器安裝在志愿者的肘部，隨著受試者彎曲角度的增加，信號(hào)通過無線藍(lán)牙模塊傳輸?shù)焦δ軉卧δ軉卧械?a target="_blank">LED點(diǎn)亮量也隨之增加。

這些結(jié)果顯示了新提出的傳感器在智能穿戴設(shè)備中的巨大潛力，這種新型夾層結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)彎曲不敏感的優(yōu)點(diǎn)和零待機(jī)功耗方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，增強(qiáng)了我們對(duì)彎曲不敏感壓力傳感器的認(rèn)識(shí)。