發布日期：2022-10-14 點擊率：67
圖1.具有均勻孔徑和形狀的多孔彈性體模板的圖像（左），該圖顯示了傳感器性能的高度均勻性（右）。圖片來源：韓國科學技術高等研究院（KAIST）
研究人員設計了一種柔性壓力傳感器，預計該傳感器將具有更廣泛的適用性。KAIST的研究小組通過將導電聚合物化學接枝到多孔彈性體模板上，制造出了具有高均勻性和低滯后性的壓阻式壓力傳感器。
研究小組發現，孔徑和形狀的均勻性與傳感器的均勻性直接相關。研究小組指出，通過增加孔徑和形狀變異性，傳感器特性的變異性也會增加。
材料科學與工程系的史蒂夫·帕克教授領導的研究人員證實，與其他由隨機大小和形狀的孔組成的傳感器（相對電阻變化的變化系數為69.65％）相比，他們新開發的傳感器具有更高的均勻性變異系數為2.43％。這項研究報告于8月16日在Small上作為封面文章進行報道。
柔性壓力傳感器已得到積極研究，并廣泛應用于電子設備，例如觸摸屏，機器人，可穿戴醫療設備，電子皮膚和人機界面。特別是，基于彈性體-導電材料復合材料的壓阻式壓力傳感器具有許多優勢，包括簡單且低成本的制造工藝，因此具有巨大的潛力。
圖2.在不同壓力水平（左）和經過不同循環次數（右）后，傳感器的磁滯回線。圖片來源：韓國科學技術高等研究院（KAIST）
對于改善壓阻式壓力傳感器性能的方法，已有各種研究結果的報道，其中大多數研究集中在提高靈敏度上。盡管具有重要意義，但在許多應用中并不需要最大化基于復合材料的壓阻式壓力傳感器的靈敏度。另一方面，傳感器到傳感器的均勻性和滯后性是兩個特性，對于實現任何應用都至關重要。
傳感器到傳感器一致性的重要性是顯而易見的。如果在相同條件下制造的傳感器具有不同的屬性，則會損害測量可靠性，因此無法在實際環境中使用該傳感器。
此外，低磁滯對于提高測量可靠性也至關重要。磁滯現象是一種電氣讀數，其變化取決于傳感器被按下的速度是多快或多慢，壓力是被釋放還是被施加以及傳感器被按下多長時間和程度。當傳感器具有高滯后性時，即使在相同的壓力下，電讀數也會有所不同，從而使測量不可靠。
研究人員說，他們觀察到的滯后度可以忽略不計，僅為2％。這歸因于導電聚合物和彈性體模板之間的牢固化學鍵合，從而防止了它們的相對滑動和位移，以及彈性體的孔隙率提高了彈性。
Park教授說：“這項技術為解決壓力傳感器中的兩個關鍵問題帶來了見解：均勻性和滯后性。我們希望我們的技術在不久的將來增加壓力傳感器的實際應用和商業化方面發揮重要作用。” 。
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