中科院新疆理化所柔性传感器研究突破：实现超宽温域应用

中科院新疆理化所柔性传感器研究突破：实现超宽温域应用

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近日，中国科学院新疆理化技术研究所赵鹏君、常爱民、张慧敏研究员团队在柔性温度传感器领域取得重要突破。他们综述了柔性温度传感器的最新发展，重点讨论了敏感材料、工作机理、制备工艺和应用。相关成果发表在国际顶级期刊《Advanced Science》上，该期刊影响因子高达14.3，是材料科学领域的顶级期刊。

柔性电子器件是基于柔性材料的可弯曲性、可拉伸性和可穿戴性，对其进行微纳加工制成的一种电子设备。随着人工智能和物联网技术的快速发展，柔性电子的应用领域不断拓展。与传统刚性传感器相比，柔性传感器可以弥补刚性传感器受形状影响的缺点，其适应形状变化的出色能力已引起医疗保健、智能可穿戴设备、汽车制造和机器人触觉传感等领域的广泛关注。

柔性温度传感器作为柔性传感器的重要组成部分，近年来发展迅速。它由柔性敏感层、柔性基底层和柔性电极组成，直接影响传感器的柔性。与传统温度传感器相比，柔性温度传感器需要具备出色的机械性能和优异的温度传感性能。优异的机械性能是指传感器在外力作用下变形而不失效的能力。人体关节处的皮肤可承受30%以上的应变，而可穿戴设备需要承受更大的变形。因此，制备柔性温度传感器的主要挑战之一就是实现其柔性。

中科院新疆理化所研究团队综述了柔性温度传感器的最新发展，主要讨论了柔性温度传感器的敏感材料、工作机理、制备工艺和应用。他们指出，制备具有高灵敏度、快速响应、宽测温间隔、高柔性、可拉伸、低成本、高可靠性和稳定性的柔性温度传感器已成为研究目标。

研究团队还提出了柔性温度传感器制备过程中的两个主要挑战：一是实现传感器的柔性，二是解决材料变形产生的拉应力或压应力对传感器电输出的影响。他们通过优化材料设计和器件结构，成功克服了这些挑战，制备出性能优异的柔性温度传感器。

近年来，中国柔性传感器行业市场规模不断扩大，增长速度较快。数据显示，2022年我国柔性传感器市场规模同比增长20.4%至21.12亿元。2023年中国柔性传感器行业市场规模约为25亿元。预计未来几年，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，市场规模将持续扩大。

柔性传感器行业的发展主要经历了三个时期：1990-2010年的早期研究与探索阶段、2010-2015年的技术突破与产业起步阶段以及2015年至今的快速发展与市场规模扩大阶段。目前，中国柔性传感器产业逐渐形成集聚效应，多个传感器专业性公司和科研院所组成产业集群或基地，形成具有国际影响力的产业链构架。

中科院新疆理化所研究团队在柔性温度传感器领域的突破，不仅推动了医疗保健、物联网和工业领域的快速发展，还展示了柔性传感器在疾病预测、健康监测等方面的巨大潜力。随着技术的不断进步和应用领域的拓展，柔性传感器有望在更多领域发挥重要作用，为人们的生活带来便利。