近日，天津大學(xué)微電子學(xué)院智能系統(tǒng)與納米工程實驗室、天津大學(xué)小護(hù)士可穿戴技術(shù)聯(lián)合實驗室聯(lián)合美國芝加哥大學(xué)團(tuán)隊，成功研發(fā)出一種對拉伸形變不敏感的可拉伸壓力傳感器。該成果有效解決了柔性壓力傳感器因拉伸形變造成測試噪聲的難題。

無論是元宇宙中真實世界與虛擬世界的交互，還是智能醫(yī)療中更加仿生的機器人，越來越多的領(lǐng)域需要柔性電子皮膚與柔性可穿戴技術(shù)的支持，而其中最重要的就是柔性壓力傳感器的必要技術(shù)支撐。可拉伸壓力傳感器因其共形能力好和生物相容性高，在人機界面和電子皮膚領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

然而，困擾科學(xué)與產(chǎn)業(yè)界的難題之一，就是可拉伸的壓力傳感器在拉伸形變的時候，由于器件拉伸形變造成對壓力測試的干擾噪聲無法去除。因此，可拉伸壓力傳感器可以在人體皮膚和軟體機器人皮膚表面有效地監(jiān)測壓力，而器件的拉伸形變會干擾壓力檢測的準(zhǔn)確度。天津大學(xué)微電子學(xué)院智能系統(tǒng)與納米工程實驗室（天津大學(xué)小護(hù)士可穿戴技術(shù)聯(lián)合實驗室）（鄒強團(tuán)隊）聯(lián)合美國芝加哥大學(xué)團(tuán)隊，成功研發(fā)出一種新型的不受拉伸形變影響的可拉伸壓力傳感器。

該傳感器利用可拉伸離子凝膠材料作為壓力傳感介電層的獨特機理，結(jié)合微米尺度的結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)設(shè)計，將器件的拉伸形變與壓力檢測中的壓縮形變解耦，實現(xiàn)了在50%應(yīng)變范圍內(nèi)98%的壓力檢測的對拉伸不敏感度。同時，該壓力傳感器的最低檢測限低至0.2 Pa，且可以在有預(yù)壓力（1 kPa）的情況下，準(zhǔn)確檢測30 Pa的壓力增量。另外，該傳感器可以在500次重復(fù)拉伸下，仍然保持與初始狀態(tài)基本一致的壓力傳感性能與對拉伸不敏感度。

基于本傳感器優(yōu)異的壓力傳感性能，本研究工作還展示了可拉伸壓力傳感器作為電子皮膚為軟體機械手提供觸覺反饋，并成功用于遠(yuǎn)程診療的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，這為未來的智慧康養(yǎng)等重大民生問題提供了有利的科技支撐，未來的市場應(yīng)用前景廣闊。

該研究成果《一種用于皮膚表面的不受拉伸形變影響的可拉伸壓力傳感器》（A stretchable and strain-unperturbed pressure sensor for motion-interference-free tactile monitoring on skins）于11月24日在線發(fā)表在《Science Advances》(DOI:10.1126/sciadv.abi4563)上。天津大學(xué)微電子學(xué)院博士生蘇奇與其導(dǎo)師鄒強副教授為論文共同第一作者。