柔性傳感器因輕質(zhì)超薄、柔彈共形、設(shè)計(jì)自由度大、易于大面陣分布式感知等特性，已成為智能制造、健康醫(yī)療等領(lǐng)域下一代信息感知的核心。然而，在不犧牲傳感性能的前提下，如何實(shí)現(xiàn)柔性傳感器由“實(shí)驗(yàn)室級(jí)”向“工程化應(yīng)用”轉(zhuǎn)變，尤其是突破大面陣器件與高靈敏度、高可靠性不可兼得的技術(shù)瓶頸，始終是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院楊俊團(tuán)隊(duì)提出霧化噴涂構(gòu)筑微納力敏增強(qiáng)界面新方法，發(fā)展大面陣高靈敏度柔性傳感器可控制備技術(shù)，取得了系列進(jìn)展。

　　針對(duì)柔性傳感器微納力敏界面難以可控制備造成器件靈敏度與量程不可兼得的技術(shù)瓶頸，該團(tuán)隊(duì)基于低成本、高效可控的霧化噴涂工藝，提出微納共形力敏結(jié)構(gòu)的噴涂制備新方法，發(fā)展力敏導(dǎo)電層在三維微納結(jié)構(gòu)表面的大面積可控沉積技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了MPa級(jí)大量程高靈敏度柔性傳感器的可控制備，降低了對(duì)高端微納加工設(shè)備的依賴與制造成本。這一方法具備良好的工藝可擴(kuò)展性與大面陣潛力，并可適配多種柔性基材與異形曲面。

　　針對(duì)柔彈性敏感層在交變應(yīng)力場(chǎng)下微裂紋無(wú)序演化導(dǎo)致器件遲滯大、可靠性差等難題，該團(tuán)隊(duì)將霧化噴涂與雙靜電紡絲技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建納米纖維/碳納米管復(fù)合“島-橋”微裂紋結(jié)構(gòu)與三維力-電耦合通道，解決了傳統(tǒng)柔性傳感器多膜層結(jié)構(gòu)的層間滑移與力敏通道失效問(wèn)題。這一策略通過(guò)梯度孔隙率調(diào)控和碳納米管噴涂工藝的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了力-電耦合通道的大應(yīng)變自愈合且遲滯低至3.5%，經(jīng)上萬(wàn)次循環(huán)測(cè)試后器件仍可保持穩(wěn)定的高靈敏度。

　　進(jìn)一步，圍繞工程應(yīng)用對(duì)大面陣高靈敏度柔性傳感與分布式智能感知的迫切需求，在前期噴涂構(gòu)筑柔性力敏結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，科研人員提出基于纖維基材與噴涂沉積協(xié)同設(shè)計(jì)的柔性壓力傳感器制備新策略。這一策略利用霧化噴涂將碳納米管均勻沉積于高可壓縮性聚酯纖維織物表面，構(gòu)建高度互聯(lián)、穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，制備大面陣高靈敏度柔性傳感器，進(jìn)而融合深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)分布式力學(xué)成像與智能感知，展現(xiàn)出優(yōu)異的高時(shí)空分辨率與響應(yīng)一致性，能夠精準(zhǔn)捕捉多點(diǎn)分布、動(dòng)態(tài)變化的復(fù)雜壓力信號(hào)。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）、《復(fù)合材料B：工程》（Composites Part B: Engineering）、《納米能源》（Nano Energy）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。