第一作者:::张俊杰、、、蓝沛盛
通讯作者:::温锦秀、、、罗坚义
配景介绍及内容概述
随着可衣着电子装备与机械人手艺的快速开展,医疗康健监测领域对高分辨率、、、低串扰柔性压力传感器阵列的需求日益迫切。。古板传感器制备要领常面临迅速度有限、、、检测规模窄、、、串扰显著等问题,且依赖光刻、、、激光蚀刻等重大工艺,本钱高昂。。只管丝网印刷手艺因高效、、、低本钱和大规模生产优势成为优选方案,但其电串扰(由导电油墨扩散导致)和结构简单性仍制约性能提升。。
克日,壹号娱乐APP柔性传感质料与器件研究开发中心温锦秀副教授和罗坚义教授团队提出一种优化丝网印刷手艺,通过调控印刷工艺(印刷次数、、、网版孔径、、、质料用量)和引入弹性绝缘隔离层,乐成制备出高性能柔性压力传感器阵列。。通过调解印刷参数,实现了普遍的迅速度规模,从11.0 kPa-1(在压力低于8 kPa)到0.09 kPa-1(在压力高达942 kPa),并使用聚氨酯/环氧树脂(PU/AB胶)作为隔离层将串扰抑制至-11.65 dB。。所开发的传感器阵列具备1.6 mm空间分辨率,在3000次循环测试中电阻波动仅1.32%。。进一步集成硬件电路与软件系统后,该阵列乐成应用于口腔舌压与吞咽压力监测:::在站立/侧卧位吞咽历程中,23点压力漫衍图谱清晰展现了舌体运动纪律(如侧卧位因重力作用接触面积增大,局部压力达40 kPa),精度显著优于古板7点检测法。。研究批注,此战略为低本钱制造高稳固性、、、低串扰压力传感器提供了新途径,在医疗诊断与人机交互领域具有辽阔应用远景。。
本事情以“High-Performance Flexible Pressure Sensor Array via Screen-Printing with Enhanced Sensitivity and Low Crosstalk”为题,揭晓在IEEE Sensors Journal上。。
论文详细事情内容
图1 柔性压力传感器阵列的制备流程图。。
图2 差别碳点高度的压力传感器阵列的性能。。(a)样品1#-4#的高度轮廓丈量曲线。。图示为传感器阵列的局部结构。。(b)四个样品的压阻特征曲线(c)曲线第一个拐点的响应规模、、、四个样品的迅速度和传感器性能系数。。(d)丈量样品3#的一个传感器点的循环稳固性。。
图3 展示压力传感器阵列(样本 1#)的分辨率性能及压力敏感机制。。(a)在差别初始参考压力0、、、5和 10 kPa下对较小压力(1 kPa)的动态响应情形。。(b)压力传感机制及等效电路的示意图。。
图4 具有隔离体的压力传感器阵列的性能。。(a)样品3#与S1-S4之间的压阻特征曲线,图中展示了带有隔离体的传感器阵列的局部示意图。。(b)S1至S4隔振胶的软度丈量图。。(c)样品3#与S1至S4的响应规模、、、迅速度及性能系数。。(d)S3单个传感点的循环稳固性丈量效果。。
图5 压力传感器阵列系统的应用。。(a)压力传感器阵列系统构建的示意图。。(b)差别重量砝码下压力传感器阵列的压力漫衍。。(c)舌压丈量历程中差别阶段的压力漫衍图。。
总结与展望
本研究介绍了一种经济高效且可扩展的要领,通过优化的丝网印刷手艺来制造高分辨率、、、低串扰的柔性压力传感器。。通过控制印刷参数,该传感器能够实现普遍的迅速度规模,并大幅降低串扰(-11.65 dB)。。压力传感器阵列的空间分辨率为1.6 mm,且稳固性极佳(在3000次循环丈量中,电阻波动仅为1.32%)。。将其应用于监测口腔舌部压力的压力检测系统中,展示了该传感器在医疗领域的应用潜力。。这项研究为刷新可衣着电子装备和机械人手艺提供了一种可行的解决方案。。
作者及团队介绍
第一作者:::张俊杰,男,壹号娱乐APP应用物理与质料学院2022级质料与化工硕士研究生
第一作者:::蓝沛盛,男,壹号娱乐APP应用物理与质料学院2023级质料与化工硕士研究生
通讯作者:::温锦秀,女,工学博士,副教授,硕士生导师,江门市二级高条理人才。。主持项目国家自然科学基金(青年科学基金)1项,广东省基础与应用基础研究基金项目(青年基金项目)1项,壹号娱乐APP港澳联合研发基金1项。。主要研究领域包括:::柔性传感质料制备及其器件应用(柔性温度传感、、、压力传感);;;高效率柔性可衣着热电发电质料与器件研究。。
通讯作者:::罗坚义,男,工学博士,教授,博士生导师,现任壹号娱乐APP应用物理与质料学院院长,壹号娱乐APP柔性传感质料与器件研究开发中心主任(首创人),国务院政府特殊津贴专家(2023),广东省优异青年基金获得者,国家重点研发妄想智能传感重点专项会评专家,南粤优异西席,江门市首届“侨乡青年模范”,江门市优异科技事情者,江门市“十佳西席”。。主要研究领域包括:::柔性传感质料与器件应用(柔性触觉传感、、、温度传感、、、气体传感和光电传感等);;;纳米功效质料合成;;;智能调光变色质料与器件。。
附文献及DOI号
High-Performance Flexible Pressure Sensor Array via Screen-Printing with Enhanced Sensitivity and Low Crosstalk
DOI:10.1109/jsen.2025.3585156