一般來說，壓力傳感器的高靈敏性與寬檢測范圍往往不能兼得。例如，在柔性材料表面引入分層微結(jié)構(gòu)可以有效提高壓力傳感器的靈敏度，但由于微結(jié)構(gòu)的可壓縮性有限，只有在較低的壓力范圍才能產(chǎn)生高靈敏度，因此制備一種在寬壓力范圍內(nèi)高靈敏度的柔性壓力 傳感器是一項重大挑戰(zhàn)。
鑒于此，上海工程技術(shù)大學宋仕強副教授與其研究生張翠芬, 基于在應(yīng)力應(yīng)變傳感器領(lǐng)域(J. Mater. Chem. A, 2021,9, 3931; J. Mater. Chem. C, 2021, 9, 15337; Eur. Polym. J., 2022, 164: 110980)的研究基礎(chǔ)，受壁虎觸角和人體骨骼結(jié)構(gòu)啟發(fā)，設(shè)計制備了一種分層梯度結(jié)構(gòu)，可以同時提高靈敏度和拓寬壓力工作范圍并確保長時間使用時的信號穩(wěn)定性。這種傳感器具有半球陣列和梯度孔隙結(jié)構(gòu)，允許其從微小壓力到高壓力區(qū)域內(nèi)發(fā)生大幅度變形，顯著提高了傳感器在形變壓力范圍內(nèi)的靈敏度。該傳感器在0~1.9 kPa壓力范圍內(nèi)敏感度可達102.3 kPa-1，壓力檢測范圍為0~400 kPa，且具備響應(yīng)迅速 (35 ms)和良好的信號穩(wěn)定性(>5000)等特點。通過簡單的制備方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)了壓力傳感器高靈敏度和寬壓力工作范圍，使其實際應(yīng)用范圍廣泛。
圖4 傳感器對于不同壓力的感知信號
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522005900
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