配合第一作者：游馨、、黎相远、、刘贤哲
配合通讯作者：刘贤哲、、黄爱萍、、罗坚义
配景介绍及内容概述
柔性弯曲应变传感器因其高稳固性和高迅速度，，被以为在可衣着康健监测和人机交互领域具有普遍的应用远景。。。然而，，高迅速度与稳固大角度传感能力之间的平衡仍然是目今主要瓶颈，，严重阻碍了着实际应用。。。为突破此瓶颈，，大宗已揭晓的研究主要集中于空间清静面微结构的设计。。。然而，，空间微结构的不可预测性、、随机漫衍性及尺寸转变会导致批次间性能差别显著，，这不但严重阻碍了其定制化应用，，并且使得弯曲传感器的性能难以调控。。。因此，，在坚持大弯曲角度稳固识别的同时提升平面微结构的迅速度，，仍是目今面临的重大挑战。。。
克日，，壹号娱乐APP柔性传感质料与器件研究开发中心罗坚义教授、、黄爱萍教授、、刘贤哲副教授团队提出了一种协同质料-结构工程战略以提升弯曲传感性能。。。该战略主要包括两个焦点部分：一是自主研发的具有优异印刷性的碳基导电颗粒墨水；二是经由合理设计优化的传感层结构。。。通过电流体动力学印刷手艺将二者连系，，乐成制备出高稳健性的柔性弯曲应变传感器。。。实验效果批注，，所制备的传感器在弯曲变形下体现出卓越的机电响应性，，包括宽事情规模（10°–150°）、、高迅速度（GF = 50.74）、、快速响应、、低迟滞以及优异的恒久稳固性。。。在现实应用中，，该传感器能精准捕获从细微颈动脉搏动到大幅度肘部愚昧等多种心理信号。。。别的，，团队进一步开发了一种可衣着手势识别系统，，通过集成印刷柔性弯曲应变传感器阵列，，实现了高精度手势识别，，并乐成应用于无人机的虚拟航行控制。。。上述效果批注，，该研究所提出的印刷传感器为实现迅速度与角度识别性能的优异平衡提供了一种具有远景的解决要领，，有望推动柔性电子手艺在智强人机交互领域的现实应用。。。
本事情以“Synergistic material-structural engineering for preparing high-performance, flexible bending strain sensors via electrohydrodynamic direct writing ”为题，，揭晓在Science China-Technological Sciences上。。。
论文详细内容：
图1（a）弯曲应变传感器心理信号监测示意图；（b）喷墨印刷柔性弯曲应变传感器示意图
图2 差别固化条件下CFP液滴的漫衍情形：（a）液滴法示意图，，（b）固化温度，，（c）固化时间；有/无外貌活性剂CFP的印刷线比照：（d）抑制“咖啡环效应”示意图，，（e）外貌轮廓，，（f）外貌形貌，，（g）电导率
图3 SCFP -3墨水的表征与性能：（a）粒径漫衍，，（b）CFP填料的TEM图像，，（c）粘度随剪切速率转变的曲线，，（d）有/无O2等离子体处理柔性基板的墨水接触角，，（e）直写印刷液桥的形成历程，，（f）印刷线宽随电场强度的转变，，（g）印刷线宽和电阻随印刷速率的转变，，（h）印刷线宽、、电阻和厚度随印刷次数的转变，，（i）印刷线差别区域横截面的SEM图像
图4 （a）统一应变条件下差别传感层结构的应力模拟:（i）无图案结构，，（ii）网格结构，，（iii）蛇形结构，，（iv）负泊松比菱形网格结构；（b）外弯0°、、30°、、60°、、90°、、120°和150°的电阻响应曲线
图5 5-NPR-L传感器的性能表征：（a）NPR-L与5-NPR-L传感器0°-150°弯曲电阻转变率比照，，（b）0°-150°弯曲迟滞曲线，，（c）宽角度规模内的相对电阻响应与GF，，（d）最大弯曲角度下的电阻响应与近期报道的印刷弯曲应变传感器比照，，（e）差别弯曲速率下90°弯曲的电阻响应，，（f）25 mm/s弯曲速率下的响应时间，，（g）25 mm/s弯曲速率下90°循环弯曲3000次的实时电阻转变
图6 5-NPR-L传感器在检测多种人体运动中的应用：（a）颈动脉，，（b）肌肉运动，，（c）鼓气，，（d）吞咽；5-NPR-L传感器在枢纽弯曲时的相对电阻转变：(e) 手指，，(f) 颈椎，，(g) 膝枢纽，，(h) 手腕，，(i) 肘枢纽
图7 5-NPR-L弯曲应变传感手套在手势监测与人机交互中的应用展示：（a）人机交互系统的示意图，，（b）便携式数据收罗板实拍图，，（c）数据传输示意图，，（d）弯曲应变传感手套实拍图，，(e) 传感手套操控无人机航行示意图
总结与展望
本研究提出了一种高效可行的要领，，通过质料-结构协同工程战略制备高性能、、柔性印刷弯曲应变传感器。。。通过使用未经外貌功效化处理的自制亚微米导电CFP填料，，获得了具有稳固疏散性的颗粒墨水系统。。。接纳 EHD 直写手艺制备了高性能、、柔性弯曲应变传感器。。。通过理论模拟和实验验证，，提出了一种特定的NPR-L网格结构，，用于在大弯曲变形下调理印刷传感层中的应力巨细和漫衍。。。具有NPR-L网格结构的柔性印刷弯曲应变传感器体现出卓越的传感性能，，包括宽线性的弯曲角度规模（10°–150°）、、高迅速度（GF=50.74）、、快速响应时间和优异的循环稳固性。。。该柔性NPR-L弯曲应变传感器依附其卓越的顺应性，，能够准确捕获从细微的颈动脉脉搏到大幅度肘部愚昧等一系列心理信号。。�；�NPR-L弯曲应变传感阵列卓越的机电响应性，，开发了一套智能手套系统，，有助于准确检测手势转变。。。别的，，通过集成智能手套系统构建了人机交互平台，，该平台提供准确的手势识别，，从而实现无人机航行的准确操控。。。这些效果批注，，印刷弯曲应变传感器为开发人机交互提供了新的开展远景。。。
作者及团队介绍
配合第一作者：游馨，，女，，壹号娱乐APP应用物理与质料学院2023级质料与化工专业硕士研究生。。。
配合第一作者：黎相远，，男，，壹号娱乐APP电子与信息工程学院2022级通讯工程专业本科生。。。
配合第一作者：刘贤哲，，男，，壹号娱乐APP应用物理与质料学院副教授。。。
配合通讯作者：刘贤哲，，男，，工学博士，，副教授，，硕士生导师，，主持广东省基础与应用基础研究基金项目（青年基金项目和面上项目）2项和广东省通俗高校特色立异项目1项；主要研究偏向为：柔性传感质料和器件及其应用研究、、新型光电质料与器件、、喷墨印刷柔性电子器件。。。
配合通讯作者：黄爱萍，，女，，工学博士，，教授级高级工程师、、壹号娱乐APP教授，，硕士生导师，，中国电源学会磁手艺专业委员会委员、、中国电源学会会员、、中国电子学会会员、、江门市一级高条理人才，，《磁性子料及器件》青年编委。。。恒久从事高性能软磁铁氧体质料研发及制造手艺研究，，科技效果“兼具双重特征高性能锰锌铁氧体质料”属于国际首创，，开创了海内锰锌铁氧体新质料研究局部引领天下的先河，，并实现了低本钱工业化。。。主要研究偏向：铁氧体、、金属软磁及其复合质料的设计研发与制备手艺；种种传感质料（力学、、气体、、磁场等）的设计与应用研究。。。
配合通讯作者：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
Synergistic material-structural engineering for preparing high-performance, flexible bending strain sensors via electrohydrodynamic direct writing
DOI：https://doi.org/10.1007/s11431-025-3142-x
