软压力传感器在电子皮肤和可穿戴电子设备等领域都受到了广泛关注。高灵敏度的可穿戴压力传感器,能够灵敏、精que地测量信号,并在健康监测应用和诊断方面显示出巨大潜力。
软压力传感器要有高顺应性、高灵敏度、低成本、长期性能稳定性和环境稳定性,才可以满足持续健康监测的要求。传统的固态软压力传感器使用的材料,如碳纳米管和石墨烯,有不错的传感性能。然而,由于基板和材料的限制,这种传感器的可拉伸性有限,信号易漂移和有长期不稳定性。
将包含液态金属的液态电子设备应用到各种可穿戴应用中可以缓解这些问题。其中一种镓铟锡的共晶金属合金具有出色的机械和电气性能。但基于液态金属的压力传感器的压力灵敏度较低,限制了它们在健康监测设备中的适用性。
研究人员又开发了一种3D打印、刚性微凸块阵列集成、基于液态金属的软压力传感器。借助3D打印,可以同时实现刚性微凸块阵列和液态金属微通道母模的集成,它大大降低了制造过程中的复杂性。它与之前报道的基于液态金属的压力传感器相比,新型压力传感器具有极低的检测限制和更优xiu的压力灵敏度。此传感器在上万次压力、弯曲和拉伸循环中的信号几乎没有漂移,各种环境条件下表现了出色的稳定性。这使其被广泛应用到各种健康监测设备。例如,可穿戴腕带设备可以在运动期间连续监测一个人的脉搏,并用于基于 PTT 计算的无创、无袖带血压监测系统;无线可穿戴足跟压力监测系统集成了三个 3D-BLiPS 和一个无线通信模块。