线性灵敏度

柔性压力传感器在可穿戴电子设备中具有广阔的应用前景。然而，制造线性范围宽、灵敏度高的柔性压力传感器仍然是一个巨大的挑战。本文提出了一种基于表面带有拱形微图案阵列的碳材料的微纳混合导电弹性体薄膜( P-HCF )，通过可持续的途径来显示预期的传感性能。将一维碳纤维( CFs )和0D碳纳米颗粒( CNPs )引入聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中，构建由碳材料间物理接触和隧道效应构成的三维导电网络，提高传感范围和灵敏度。仿人指纹设计的P-HCF的拱形微图案影响了材料内部的压力分布，在整个传感范围内具有线性灵敏度。考察有限元分析( FEA )方法对压缩过程进行模拟分析。P-HCF传感器既具有26.6   k Pa–1的高灵敏度，又具有20   Pa–600   k Pa的极宽线性范围。这些装置被演示在监测动脉脉冲，协助诊断帕金森病和分析步态进行医疗。此外，将传感器集成到复杂器件中，实现压力分布检测、机械手控制和PC游戏操作。P-HCF优异的压力传感性能，有可能在健康监测和人机接口方面启动大量应用。