近日，我院青年英才崗王鵬博士在柔性傳感領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)工作以“Flexible and breathable iontronic tactile sensor with personal thermal management ability for a comfortable skin-attached sensing application”為題，發(fā)表于柔性電子領(lǐng)域國際頂級期刊《Nano Energy》（中科院一區(qū)，影響因子17.6）。王鵬博士為論文通訊作者，濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院為通訊單位。

針對柔性傳感器穿戴舒適性不足與散熱性差的問題，本工作提出了一種具有人體熱管理功能的可呼吸離子式柔性觸覺傳感器。該傳感器是三明治結(jié)構(gòu)，噴涂有二維片層結(jié)構(gòu)MXene的熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)/SiO₂納米纖維作為電極；裹覆陰陽離子的聚氨酯海綿作為電解質(zhì)。得益于海綿的微納孔隙結(jié)構(gòu)與超級電容原理，使得傳感器具有105.77 kPa^?1的超高靈敏度與30ms的超快響應(yīng)時間；得益于SiO₂與TPU納米纖維的高反射率，使得傳感器可以降低皮膚溫度3℃。同時，得益于TPU納米纖維的疏水性與孔隙結(jié)構(gòu)，傳感器展示出良好的疏水性與透氣性，可以保證長時間穿戴舒適性與監(jiān)測精度。在與匹配電路形成傳感系統(tǒng)后，可以實時、精確監(jiān)測人體脈搏、肢體運(yùn)動等信號，為人體健康監(jiān)測與人體熱管理雙功能器件的開發(fā)提供了一種思路，為柔性電子的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。該成果的刊發(fā)表明我院在柔性傳感領(lǐng)域的研究得到國際同行的認(rèn)可，推動了我校機(jī)械工程學(xué)科的發(fā)展。

圖1 具有人體熱管理功能可呼吸離子式傳感器的結(jié)構(gòu)與功能示意圖

圖2 傳感器的柔性與超輕特性