軟壓力傳感器在電子皮膚和可穿戴電子設(shè)備等領(lǐng)域都受到了廣泛關(guān)注。高靈敏度的可穿戴壓力傳感器,能夠靈敏、精que地測(cè)量信號(hào),并在健康監(jiān)測(cè)應(yīng)用和診斷方面顯示出巨大潛力。
軟壓力傳感器要有高順應(yīng)性、高靈敏度、低成本、長(zhǎng)期性能穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性,才可以滿足持續(xù)健康監(jiān)測(cè)的要求。傳統(tǒng)的固態(tài)軟壓力傳感器使用的材料,如碳納米管和石墨烯,有不錯(cuò)的傳感性能。然而,由于基板和材料的限制,這種傳感器的可拉伸性有限,信號(hào)易漂移和有長(zhǎng)期不穩(wěn)定性。
將包含液態(tài)金屬的液態(tài)電子設(shè)備應(yīng)用到各種可穿戴應(yīng)用中可以緩解這些問(wèn)題。其中一種鎵銦錫的共晶金屬合金具有出色的機(jī)械和電氣性能。但基于液態(tài)金屬的壓力傳感器的壓力靈敏度較低,限制了它們?cè)诮】当O(jiān)測(cè)設(shè)備中的適用性。
研究人員又開(kāi)發(fā)了一種3D打印、剛性微凸塊陣列集成、基于液態(tài)金屬的軟壓力傳感器。借助3D打印,可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)剛性微凸塊陣列和液態(tài)金屬微通道母模的集成,它大大降低了制造過(guò)程中的復(fù)雜性。它與之前報(bào)道的基于液態(tài)金屬的壓力傳感器相比,新型壓力傳感器具有極低的檢測(cè)限制和更優(yōu)xiu的壓力靈敏度。此傳感器在上萬(wàn)次壓力、彎曲和拉伸循環(huán)中的信號(hào)幾乎沒(méi)有漂移,各種環(huán)境條件下表現(xiàn)了出色的穩(wěn)定性。這使其被廣泛應(yīng)用到各種健康監(jiān)測(cè)設(shè)備。例如,可穿戴腕帶設(shè)備可以在運(yùn)動(dòng)期間連續(xù)監(jiān)測(cè)一個(gè)人的脈搏,并用于基于 PTT 計(jì)算的無(wú)創(chuàng)、無(wú)袖帶血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng);無(wú)線可穿戴足跟壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成了三個(gè) 3D-BLiPS 和一個(gè)無(wú)線通信模塊。