近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫工所微創(chuàng )中心研究員王磊、副研究員李暉團隊，在利用波浪形微通道設計改善基于液態(tài)金屬的柔性應變傳感器遲滯性、響應時(shí)間和靈敏度方面的研究取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Superelastic, Sensitive, and Low Hysteresis Flexible Strain Sensor Based on Wave-Patterned Liquid Metal for Human Activity Monitoring為題，發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上。
柔性應變傳感器已成為未來(lái)智能設備發(fā)展的重要研究方向，在人機交互、電子皮膚和運動(dòng)監控等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。目前，柔性應變傳感器已廣泛用于可穿戴電子設備中以獲取人體物理參數，但無(wú)論傳感材料的可拉伸性如何，小應變變化的分辨率不足或加載/卸載狀態(tài)之間的滯后現象，限制了這些傳感器的各種應用?；诖?，深圳先進(jìn)院微創(chuàng )中心醫學(xué)微系統團隊通過(guò)將液態(tài)金屬共晶鎵銦（EGaIn）嵌入到波浪形微通道柔性基底中，開(kāi)發(fā)出一種微流體柔性應變傳感器，其新型波浪形設計抑制了微通道的粘彈性，提高了變形恢復能力，改善了遲滯性和響應速度。
該柔性應變傳感器可承受高達320％的應變且能夠正常工作，波浪形結構能夠有效抑制微通道的粘彈性，遲滯性從6.79％提高到1.02％。此外，通過(guò)延長(cháng)波浪形微通道長(cháng)度，同時(shí)傳感器的靈敏度（GF=4.91）和分辨率得到提高，能夠檢測到低至0.09％的極微小應變變化，響應時(shí)間低至116ms。實(shí)驗驗證該柔性應變傳感器能夠被用于人體和機器人的運動(dòng)監測，如手指、頸部、呼吸胸腔和機器人關(guān)節的不同運動(dòng)狀態(tài)等，在可穿戴電子、運動(dòng)識別、醫療健康和軟體機器人領(lǐng)域具有應用前景。
李暉為論文通訊作者，研究助理陳靜為論文第一作者。研究工作得到科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)金和深圳市基礎研究等的支持。
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