近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所微創(chuàng)中心在超高可拉伸柔性傳感器的研究領(lǐng)域取得新進展，相關(guān)論文Microchannel Structural Design For a Room-Temperature Liquid Metal Based Super-stretchable Sensor（基于微通道結(jié)構(gòu)設(shè)計的室溫液態(tài)金屬超高可拉伸傳感器研究）在Scientific Reports期刊在線發(fā)表（ DOI: 10.1038/s41598-019-42457-7）。該論文提出了一種微通道的優(yōu)化設(shè)計，提高基于液態(tài)金屬柔性可拉伸傳感器的靈敏度。論文第一作者是深圳先進院客座碩士研究生高欽武，通訊作者是王磊研究員和李暉副研究員。
柔性傳感器是可穿戴醫(yī)療、機器人等領(lǐng)域的研究熱點。柔性應(yīng)變傳感器已經(jīng)成為未來發(fā)展智能器件的重點研究方向，其在人機交互系統(tǒng)、電子皮膚、人體運動行為監(jiān)測系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，可拉伸性、靈敏度、穩(wěn)定性、可靠性和舒適性是應(yīng)變傳感器的重要性能指標，如何在實現(xiàn)高可拉伸性的同時大幅度提高靈敏度和可重復(fù)性仍然是目前面臨的一個挑戰(zhàn)。
柔性傳感器的拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎曲
為此，該課題組成員提出了一種基于微通道的優(yōu)化設(shè)計、利用液態(tài)金屬制備的柔性可拉伸傳感器的方法。研究團隊利用有限元仿真優(yōu)化結(jié)果，設(shè)計制備柔性可拉伸傳感器，實驗結(jié)果表明該柔性傳感器可在590%的拉伸，270o扭轉(zhuǎn)和180o彎曲的情況正常工作。當(dāng)拉伸550%,靈敏度GF可達4.95,拉伸重復(fù)率誤差<0.1%,為實現(xiàn)人體手指、手腕等關(guān)節(jié)等運動精準測量提供了可行性方法，充分展示了其在柔性可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域的良好應(yīng)用價值。
超高可拉伸傳感器的拉伸實驗
可拉伸傳感器的特性分析和應(yīng)用示范
該研究得到了國家自然科學(xué)基金-深圳機器人聯(lián)合基金重點支持“穿戴式精確定位介入手術(shù)機器人的力覺感知與導(dǎo)絲操控機理（U1713219）”等項目的資助。
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