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阻礙柔性傳感器發(fā)展的難題有哪些？

作為一種靈活的電子元器件，柔性傳感器是伴隨著物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備火起來的。據(jù)悉，科學家曾將柔性傳感器用于可穿戴醫(yī)

療產(chǎn)品上，幫助病人搜集相關醫(yī)療數(shù)據(jù)，后來很多便捷式的柔性可穿戴產(chǎn)品相繼出現(xiàn)……近幾年，很少在網(wǎng)上看到柔性傳感器

相關的新聞報道，究其原因，最關鍵的還是尚未解決柔性傳感器技術很多的商業(yè)化難題。

柔性傳感器有哪些作用？

要了解柔性傳感器，首先要明白柔性電子的概念，柔性電子涉及很多領域，近日華為發(fā)布的柔性可折疊手機也采用了柔性電子

技術，一般的柔性電子采用有機和無機材料混合制造，具有非常好的柔韌性。柔性傳感器是利用柔性材料制作的傳感器，這種

傳感器具有非常強的環(huán)境適應性，同時隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的發(fā)展，很多柔性傳感器具有集成度高和智能化的特點。

柔性傳感器的優(yōu)勢讓它有非常好的應用前景，包括在醫(yī)療電子、環(huán)境監(jiān)測和可穿戴等領域。例如在環(huán)境監(jiān)測領域，科學家將制

作成的柔性傳感器置于設備中，可監(jiān)測臺風和暴雨的等級；在可穿戴方面，柔性的電子產(chǎn)品更易于測試皮膚的相關參數(shù)，因為

人的身體不是平的。

阻礙柔性傳感器發(fā)展的難題有哪些？

首先是材料，目前制作柔性傳感器的材料有很多，主要是金屬材料、無機半導體材料、有機材料和柔性基底，以金屬材料來

說，運用金銀銅等導體材料做電極和導線這個難度不大；無機半導體材料包括很多，據(jù)悉，科學家曾采用以ZnO和ZnS為材料制

作了一種柔性傳感器，利用了光電效應，這其中的難題是材料的彎曲度有限；有機材料的柔韌性更好，但是對壓阻和電容信號

敏感度不如金屬材料，在高精度的測量領域發(fā)展受限；柔性基底的材料非常有限，比較成功的是聚二甲基硅氧烷(PDMS)，未來

仍有很多材料待挖掘出來等。前不久，有研究機構發(fā)現(xiàn)碳材料也能制造柔性傳感器，但是需要石墨烯材料配合，這也是很久未

能解決量產(chǎn)的一種材料。

其次是制作方法，想得到高性能的柔性傳感器，必須要特殊的方面制作。尤其需要活性材料和柔性基板，因為柔性傳感器對尺

寸和厚度都有很嚴苛的要求，不然達不到性能的要求。還有一大難題是制作時候的導電性要求很高，完全時候的良率會有很大

影響。

最后是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，這限制了柔性傳感器的應用和想象空間，畢竟一個完整的產(chǎn)品需要很多器件，傳感器實現(xiàn)彎曲，其它相關

器件性能如何保證，這是產(chǎn)業(yè)都需要考慮的難題。

盡管柔性傳感器離真正的商用化還有很長的路要走，但是前景仍是明朗的，尤其是在可穿戴領域，有很大的發(fā)揮空間。

柔性傳感器的分類

柔性傳感器種類較多，分類方式也多樣化 。

按照用途分類，柔性傳感器包括柔性壓力傳感器 、柔性氣體傳感器 、柔性濕度傳感器 、柔性溫度傳感器 、柔性 應變傳感

器 、柔性磁阻抗傳感器和柔性熱流量傳感器等;

按照感知機理分類，柔性傳感器包括柔性電阻式傳感器 、柔性電容式傳感器 、柔性壓磁式傳感器和柔性電感式傳感器等 。

常見柔性傳感器

1、柔性氣體傳感器

柔性氣體傳感器在電極表面布置對氣體敏感的薄膜材料，其基底是柔性的，具備輕便 、柔韌易彎曲，可大面積制作等特點，薄

膜材料也具備更高的敏感性和 相對簡便的制作工藝而備受關注。這很好地滿足了特殊環(huán)境下氣體傳感器的便攜 、低功耗等需

求，打破了以往氣體傳感器不易攜帶、測量范圍不全面 、量程 小 、成本高等不利因素，可對N H 、N O 、乙醇氣體進行簡單

精確的檢測，從而引起了人們的廣泛關注 。

2、柔性壓力傳感器

柔性壓力傳感器在智能服裝、智能運動、機器人 “ 皮膚 ” 等方面有廣泛運用 。聚偏氟乙烯 、硅橡膠 、聚酰亞胺等作為其

基底材料已廣泛用于柔性壓力傳感 器的制作，它們有別于采用金屬應變計的測力傳感器和采用n 型半導體芯片的擴散型普通壓

力傳感器，具有較好的柔韌性 、導電性及壓阻特性。

3、柔性濕度傳感器

濕度傳感器主要有電阻式 、電容式兩大類。濕敏電阻器特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸汽吸附

在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電容器一般是用高分子薄膜制成，常用

的高分子材料有聚苯乙烯 、聚酰亞胺 、酪酸醋酸纖維等 。

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