灵敏度

柔性压力传感器在健康监测、仿人机器人和可穿戴电子等领域的广泛应用，对其提出了越来越高的要求。尽管传感器的几何微结构设计或活性材料选择已被许多研究者所操纵，但要实现在宽线性检测范围内具有高灵敏度的期望压力传感器仍具有挑战性。本文基于中空结构和微凸起表面结构的聚苯胺/聚二甲基硅氧烷( PANI / PDMS )复合材料，设计了一种柔性可穿戴的压力传感器。通过空心结构和微凸体表面结构的构建，可大大提高传感器的灵敏度和线性度，在宽的线性范围( 0.05 ~ 60   kPa )内，的灵敏度达到0.641   kPa-1，且具有稳定的循环性能( 6000次循环)、快速响应时间( 200   ms )和恢复时间( 150   ms )。重要的是，对该传感器的传感机理进行了理论研究，提出了一种基于隧道效应和接触力学的传感模型，并通过实验验证了其有效性。最后，压力传感器在物体操作、回答鼠标点击和脚步移动等方面展示了实际应用，从而为构建先进的电子设备提供了重要的指导。

柔性压力传感器在医疗、机器人、可穿戴智能设备和人机界面等领域的广泛应用引起了人们的广泛关注。虽然电极和介质的微结构已经被证明对压电电容传感器的灵敏度和响应速度有了显著的提高，但是微结构电极和介质的协同影响还没有讨论。这里，我们展示了一种柔性的压电电容传感器，它采用了微结构石墨烯纳米壁( GNWs )电极和由聚二甲基硅氧烷( PDMS )和氧化锌( ZnO )压电增强剂组成的共形微结构介质层。这种带有压电薄膜的微结构组装构建了微共形GNWs / PDMS / ZnO电极-介质集成( MEDI )，可有效增强灵敏度和压力-响应范围。该传感器具有灵敏度高( 22.3   kPa-1 )、响应速度快( 25   ms )、压力范围宽( 22   kPa )等特点。有限元分析表明，ZnO薄膜压电效应引起的极化电场大大增强了传感器的电容。此外，电极与介质层的结合可以消除相邻层之间的滑移，有效提高了机械稳定性。由于其优异的综合性能，机器人触觉感知领域的潜在应用已经被成功地展示出来，包括物体抓取、盲文识别和粗糙度检测。结构电容传感器中的MEDI技术为实现高性能电子皮肤提供了新的途径，在下一代机器人触觉传感领域具有巨大的应用潜力。

柔性压力传感器在健康监测、仿人机器人和可穿戴电子等领域的广泛应用，对其提出了越来越高的要求。尽管传感器的几何微结构设计或主动材料选择已经被许多研究者所操纵，但在宽线性检测范围内实现所需的高灵敏度压力传感器仍然具有挑战性。基于聚苯胺/聚二甲基硅氧烷( PANI / PDMS )复合材料的中空结构和微凸起表面结构，设计了一种柔性可穿戴的压力传感器。通过空心结构和微凸起表面结构的构建，可大大增强传感器的灵敏度和线性度，在宽线性范围( 0.05 ~ 60   k Pa )内灵敏度达到0.641   k Pa-1，传感器还具有稳定的循环性能( 6000次循环)、快速响应时间( 200   ms )和恢复时间( 150   ms )。重要的是，对该传感器的传感机理进行了理论研究，提出了一种基于隧道效应和接触力学的传感模型，并通过实验验证了其有效性。最后，压力传感器在物体操作、回答鼠标点击和脚步移动等方面展示了实际应用，从而为构建先进的电子设备提供了重要的指导。

柔性压力传感器因其在医疗、机器人、可穿戴智能设备和人机界面等领域的广泛应用而备受关注。虽然电极和介质的微结构已经被证明对压电电容传感器的灵敏度和响应速度有了显著的提高，但是微结构电极和介质的协同影响还没有讨论。在此，我们展示了一种柔性压电电容传感器，该传感器采用微结构石墨烯纳米壁( GNWs )电极和由聚二甲基硅氧烷( PDMS )和氧化锌( ZnO )压电增强剂组成的共形微结构介质层，这种微结构组装在压电薄膜上构建了微共形的GNWs / PDMS / ZnO电极-介质集成( MEDI )，可有效提高传感器的灵敏度和压力响应范围。压电电容传感器具有超高灵敏度( 22.3 kPa-1 )、快速响应速度( 25 ms )和宽压力范围( 22 kPa )。有限元分析表明，ZnO薄膜压电效应引起的极化电场大大增强了传感器的电容。此外，电极与介质层的集成可以消除相邻层之间的滑移，有效提高机械稳定性。由于其优异的综合性能，在机器人触觉感知中的潜在应用得到了成功的展示，包括物体抓取、盲文识别和粗糙度检测。结构电容式传感器中的MEDI为实现高性能E - skin提供了新的途径，在下一代机器人触觉传感领域具有巨大的应用潜力。

本文系统地综述了近年来柔性应变传感器用自愈合复合弹性体的研究进展。综述了天然橡胶( NR )、聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚氨酯( PU )等常用自愈弹性体基体及其他新型弹性体。对不同动态连接的特性、导电填料的选择以及关键性能参数进行了详细的总结和讨论，以期为控制传感性能的愈合机制和混合导电网络的合理组合提供参考。我们期望本综述能对开发高性能柔性应变传感器用新型自愈复合弹性体有所启发。