高度均匀和低滞后压力传感器，可提高实际适用性

　　据外媒报道，近日，国外研究人员设计了一种灵活的压力传感器，预计将具有更广泛的适用性。KAIST研究小组通过将导电聚合物化学接枝到多孔弹性体模板上，制造出具有低滞后性的压阻式压力传感器。

图1.具有均匀孔径和形状的多孔弹性体模板的图像（左），图表显示传感器性能的高均匀性（右）。图片来源：韩国高等科学技术研究院（KAIST）

　　该团队发现孔径和形状的均匀性与传感器的均匀性直接相关。因此，该团队指出，通过增加孔径和形状可变性，传感器特性的可变性也会增加。

　　由材料科学与工程系的Steve Park教授领导的研究人员证实，与其他由随机大小和形状的孔组成的传感器相比，它们的相对电阻变化系数变异系数为69.65％，而他们新开发的传感器表现出更高的均匀性变异系数为2.43％。

　　柔性压力传感器已经被积极研究并广泛应用于电子设备，例如触摸屏、机器人、可穿戴保健设备、电子皮肤和人机界面。特别是基于弹性体 - 导电材料复合物的压阻式压力传感器，由于其许多优点（包括简单且低成本的制造工艺）而具有显着的潜力。

　　图2.传感器在不同压力水平（左）和不同循环次数（右）之后的磁滞回线。图片来源：韩国高等科学技术研究院（KAIST）

　　此前，已经有许多研究报道了各种以改善压阻式压力传感器的性能的研究结果，其中大多数集中于提高灵敏度。尽管这些研究很重要，但是对于许多应用来说，最大化基于复合材料的压阻式压力传感器的灵敏度并不是必需的。另一方面，传感器到传感器的均匀性和滞后是两个对于实现任何应用至关重要的特性。

　　传感器到传感器均匀性的重要性是显而易见的。如果在相同条件下制造的传感器具有不同的特性，则测量可靠性受到损害，因此传感器不能在实际环境中使用。

　　此外，低滞后对于提高测量可靠性也是必不可少的。滞后是一种现象，其中电读数根据传感器被按压的速度或压力是否被释放或施加以及传感器被按压的时间和程度而不同。当传感器具有高滞后时，即使在相同压力下，电气读数也会不同，使得测量结果不可靠。

　　研究人员表示他们观察到的滞后程度可忽略不计，仅为2％。这归因于导电聚合物和弹性体模板之间的强化学键合，这防止了它们的相对滑动和位移，以及弹性体的孔隙率增强了弹性行为。

　　“这项技术为如何解决压力传感器中的两个关键问题提供了深刻见解：均匀性和滞后性。我们希望我们的技术在不久的将来能在增加实际应用和压力传感器的商业化方面发挥重要作用，”研究人员说。