人工智能、人机交互、穿戴式健康监测、智能康复设备产业快速扩张,高性能柔性压阻压力传感器成为智能感知终端核心元器件。导电聚合物复合薄膜依靠表面微纳结构调控接触电阻,是实现高灵敏压力感知的主流方案。
当前制备微金字塔、微穹顶、微柱等传感微结构普遍依赖光刻、3D 打印等工艺,存在三大短板:制备流程复杂、设备与模具成本高昂、适配材料范围受限,极大制约柔性传感器规模化落地应用。同时,现有传感器件功能单一,仅能实现压力信号采集,难以兼顾疾病理疗、皮肤热疗等复合需求;多数导电填料缺乏优异光热转化能力,无法构建感知-治疗一体化穿戴平台。开发低成本、一步成型微结构,兼具宽量程高灵敏压力感知与高效光热理疗的多功能柔性传感器,对新一代智能穿戴医疗设备、人机交互系统落地具备关键价值。
近日,郑州大学材料科学与工程学院战略用高分子材料成型与模具团队,提出一步水辅助静电纺丝策略,依托马兰戈尼效应自发构筑微凸起结构热塑性聚氨酯(TPU)/乙基纤维素(EC)纳米纤维膜(TENM),结合MXene导电涂层、丝网印刷银叉指电极组装得到多功能柔性压力传感器(TENMS)。该器件同步实现全维度人体生理信号监测、二维压力成像、机械手人机控制与近红外光热理疗一体化应用,为低成本高性能多功能柔性电子器件提供全新制备路线。
相关成果以“Flexible Pressure Sensor with Micro-protrusion Structure via Water-assisted Electrospinning for Biological Signal Acquisition and Photothermal Therapy”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。郑州大学为论文第一作者单位,博士研究生赵鑫鑫为第一作者,郑州大学翟威副教授、代坤教授为论文共同通讯作者。

原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202530473