大面積全織物壓力傳感器監測人運動和生理信號

　　隨著集成到衣服上的各種電子元器件，如電子皮膚、柔性晶體管、能量收集和存儲裝置的大量涌現，智能織物（電子織品）和可穿戴設備引起了人們的廣泛興趣。在這些電子元器件中，可以感受或響應外界刺激的壓力、應力傳感器是電子織品的重要組成部分。智能服裝的飛速發展對這些傳感器提出了更高的要求，希望其具有和柔性纖維可比的輕質量、舒適、柔性，然而，大多數壓力傳感器是由傳統光刻等方法制備的硅基壓力傳感器，它們的高硬度、低靈敏性和有限的傳感范圍很難滿足智能服裝未來發展需求。

　　最近，基于電容、壓電、壓阻和摩擦效應制備的電子皮膚已經被實現，這些超薄無機硅、柔性彈性體、導電聚合物和離子凝膠等的傳感器具有高靈敏度和優異的柔性，但是這些器件的制備過程復雜且大多數是在高分子聚合物基底上，難以集成在智能服裝上。此外，人們需要一個大面積織物基壓力傳感器陣列來實時、動態地能夠描繪壓力分布。近日，中國科學院北京納米能源與系統研究所博士生劉萌萌在蒲雄研究員、胡衛國研究員和王中林院士的共同指導下，在普通的織物基底上實現了大面積織物基壓力傳感器陣列的制備。這種織物傳感單元具有高的靈敏度（14.4kPa-1）、低的探測極限（2Pa）、快速響應（24ms）和低能量消耗（<6μW），并且可以在復雜的形變下保持機械穩定性。基于這些優點，該全織物基傳感器可以探測手指運動、手勢、聲音振動和實時脈搏信號。

　　研究人員通過掩模輔助Ni涂層和CNT織物的融合，在織物上實現了具有高靈敏度、柔性多像素壓力傳感器陣列的直接制備，不需要傳統電子器件的加工技術。該工作實現了手指、聲音、樂器顫動和脈搏等壓力信號的實時檢測，為智能健康醫療的發展提供了新的思路和視角，同時為未來智能織物和可穿戴電子設備上的壓力傳感器制備提供一種非常有前景的方法。