传感机制

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。