近日，天津大學(xué)微電子學(xué)院智能系統(tǒng)與納米工程實驗室、天津大學(xué)小護(hù)士可穿戴技術(shù)聯(lián)合實驗室聯(lián)合美國芝加哥大學(xué)團(tuán)隊，成功研發(fā)出一種對拉伸形變不敏感的可拉伸壓力傳感器。該成果有效解決了柔性壓力傳感器因拉伸形變造成測試噪聲的難題。

無論是元宇宙中真實世界與虛擬世界的交互，還是智能醫(yī)療中更加仿生的機(jī)器人，越來越多的領(lǐng)域需要柔性電子皮膚與柔性可穿戴技術(shù)的支持，而其中最重要的就是柔性壓力傳感器的必要技術(shù)支撐?？衫靿毫鞲衅饕蚱涔残文芰煤蜕锵嗳菪愿撸谌藱C(jī)界面和電子皮膚領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

然而，困擾科學(xué)與產(chǎn)業(yè)界的難題之一，就是可拉伸的壓力傳感器在拉伸形變的時候，由于器件拉伸形變造成對壓力測試的干擾噪聲無法去除。因此，可拉伸壓力傳感器可以在人體皮膚和軟體機(jī)器人皮膚表面有效地監(jiān)測壓力，而器件的拉伸形變會干擾壓力檢測的準(zhǔn)確度。天津大學(xué)微電子學(xué)院智能系統(tǒng)與納米工程實驗室（天津大學(xué)小護(hù)士可穿戴技術(shù)聯(lián)合實驗室）（鄒強(qiáng)團(tuán)隊）聯(lián)合美國芝加哥大學(xué)團(tuán)隊，成功研發(fā)出一種新型的不受拉伸形變影響的可拉伸壓力傳感器。

該傳感器利用可拉伸離子凝膠材料作為壓力傳感介電層的獨特機(jī)理，結(jié)合微米尺度的結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)設(shè)計，將器件的拉伸形變與壓力檢測中的壓縮形變解耦，實現(xiàn)了在50%應(yīng)變范圍內(nèi)98%的壓力檢測的對拉伸不敏感度。同時，該壓力傳感器的最低檢測限低至0.2 Pa，且可以在有預(yù)壓力（1 kPa）的情況下，準(zhǔn)確檢測30 Pa的壓力增量。另外，該傳感器可以在500次重復(fù)拉伸下，仍然保持與初始狀態(tài)基本一致的壓力傳感性能與對拉伸不敏感度。

基于本傳感器優(yōu)異的壓力傳感性能，本研究工作還展示了可拉伸壓力傳感器作為電子皮膚為軟體機(jī)械手提供觸覺反饋，并成功用于遠(yuǎn)程診療的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，這為未來的智慧康養(yǎng)等重大民生問題提供了有利的科技支撐，未來的市場應(yīng)用前景廣闊。

該研究成果《一種用于皮膚表面的不受拉伸形變影響的可拉伸壓力傳感器》（A stretchable and strain-unperturbed pressure sensor for motion-interference-free tactile monitoring on skins）于11月24日在線發(fā)表在《Science Advances》(DOI:10.1126/sciadv.abi4563)上。天津大學(xué)微電子學(xué)院博士生蘇奇與其導(dǎo)師鄒強(qiáng)副教授為論文共同第一作者。