柔性傳感器的未來

近年來,隨著移動互聯網和智能終端的快速發展,可穿戴電子設備呈現出巨大的市場前景。作為核心部件之一的柔性可穿戴電子傳感器,以其裝置的寬量程靈敏度、響應時間、便攜性、使用舒適性和多功能集成等特點已經成為人們關注的熱點,激發了國內外研究人員對柔性可穿戴電子傳感器的研究和開發。

柔性傳感器有哪些作用?

柔性傳感器的未來

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,近日華為發佈的柔性可摺疊手機也採用了柔性電子技術,一般的柔性電子採用有機和無機材料混合製造,具有非常好的柔韌性。柔性傳感器是利用柔性材料製作的傳感器,這種傳感器具有非常強的環境適應性,同時隨著物聯網和人工智能的發展,很多柔性傳感器具有集成度高和智能化的特點。

柔性傳感器的優勢讓它有非常好的應用前景,包括在醫療電子、環境監測和可穿戴等領域。例如在環境監測領域,科學家將製作成的柔性傳感器置於設備中,可監測颱風和暴雨的等級;在可穿戴方面,柔性的電子產品更易於測試皮膚的相關參數,因為人的身體不是平的。

柔性傳感器發展的難題有哪些?

材料

目前製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,據悉,科學家曾採用以ZnO和ZnS為材料製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,有研究機構發現碳材料也能製造柔性傳感器,但是需要石墨烯材料配合,這也是很久未能解決量產的一種材料。

柔性傳感器的未來

製作方法

想得到高性能的柔性傳感器,必須要特殊的方面製作。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。還有一大難題是製作時候的導電性要求很高,完全時候的良率會有很大影響。

最後是產業鏈協同,這限制了柔性傳感器的應用和想象空間,畢竟一個完整的產品需要很多器件,傳感器實現彎曲,其它相關器件性能如何保證,這是產業都需要考慮的難題。

儘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,有很大的發揮空間。

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