突破:首个混合传感方法

“柔性压力传感器领域已经非常拥挤，20年后我们遇到了瓶颈，因为没有人能够解决压力和灵敏度之间的平衡问题。”航空航天工程与工程力学系副教授、这项新研究发表在《先进材料》杂志上的通讯作者卢南树说。“这是第一个能够利用一种新的混合模式来承受压力而不显著降低灵敏度的传感器。”

今天的软压力传感器通常由三层组成——夹在一对电极之间的可变形传感层。这些传感器通常分为两类:压容型和压阻型。

卢的团队利用导电和高多孔纳米复合材料作为传感层，并在传感器上增加了一个额外的绝缘层，使其具有两种类型的传感器的能力。这种新型的混合传感使它能够更好地承受压力。

典型的传感器在经历轻微的触摸以外的任何压力时，灵敏度会下降10倍。这种传感器被应用到测试对象的前额上，能够在其上承受一个紧密的虚拟现实耳机的压力，灵敏度损失很小。压力不仅会导致许多传感器的准确性下降，还会使读数的传递能力变得迟钝。

“当我们施加外部压力时，其灵敏度会下降，但在零压力下仍与其他传感器相当，”卢说，他还在电子与计算机工程系、沃克机械工程系、生物医学工程系和德克萨斯大学奥斯汀分校的德克萨斯材料研究所任职。

陆一直是这一传感领域的先驱，主要是通过她的电子纹身技术——一系列轻巧、可伸缩的设备，它们可以长时间放置在心脏、大脑或肌肉上，很少或没有任何不适。

但是，陆对这些传感器和电子纹身有更宏伟的愿景。她正在研究将传感器材料包裹在几乎任何物体上的方法，使其具有人类皮肤的敏感性。最明显的应用是将它包裹在机器人的手和手指上，使它们能够通过触摸来识别物体。但它还可以做很多其他事情。

“这些应用可以是无限的，”卢说。“可伸缩的电子皮肤可以包裹几乎任何物体。”