摘要：柔性压力传感器因其低模量、高灵敏度和良好的适应性而广泛应用于人机交互、人体/装备状态健康监测等领域。随着智能消防、钢铁冶炼、新能源汽车等领域的快速发展，对柔性压力传感器在极端温度下的性能提出了更高要求。然而，目前所报道的柔性压力传感器仅在~500℃上限下保持稳

柔性压力传感器因其低模量、高灵敏度和良好的适应性而广泛应用于人机交互、人体/装备状态健康监测等领域。随着智能消防、钢铁冶炼、新能源汽车等领域的快速发展，对柔性压力传感器在极端温度下的性能提出了更高要求。然而，目前所报道的柔性压力传感器仅在~500℃上限下保持稳定，应用受限。因此，迫切需要开发能够在宽温度范围内保持高回弹性、高灵敏度和快速响应/恢复的柔性压力传感器，以满足严苛的应用需求。

图1：基于深度学习辅助的智能耐火压力触觉手套

采用了一种高耐温性、透气且可共形贴附的ZrO2-SiO2纳米纤维膜作为柔性电极衬底，并采用高粘度导电银钯浆料作为金属导体，构建了金属-纤维交织的耐高温柔性电极（图1a）。将上述以ZrO2-SiO2纳米纤维膜为保护层的柔性电极与定向冷冻干燥所制备的ZrO2-SiO2纳米纤维气凝胶介电层相结合，通过银钯浆料粘结与热解工艺，构建了如图1c所示耐极端温度、隔热保温的柔性陶瓷气凝胶压力传感器。

图2：ZSNFM 和ZSNFAs的力学和隔热性能。

图3：宽温度范围内柔性压力传感器性能测试

图4：深度学习辅助的柔性压力传感器阵列在智能消防应用验证

实验结果表明，在800℃的高温下，传感器表现出超过1000次循环的长期稳定性，并且灵敏度高达0.262 kPa-1。在室温和液氮环境(-196°C)下，传感器的灵敏度分别为0.259 kPa-1和0.423 kPa-1，均保持了高且稳定的性能。此外，基于深度学习技术，将这种传感器阵列集成于消防压力触觉手套中，可实现对不同物体的精准识别。

论文链接：http://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.112110

人物简介：

吴德志，厦门大学机械工程教授，博士生导师。中国仪器仪表学会传感器分会委员、中国微米纳米技术学会微纳执行器与微系统分会理事、微纳米制造及装备分会理事、生物微机电系统分会理事/副秘书长以及厦门市微机电研究会副理事长。主要研究微纳制造与装备、柔性电子（传感）、智能软体机器人、湿度传感器和MEMS/NEMS等。目前已在International Journal of Mechanical Science、Additive manufacturing、Advanced Materials、Measurement、Sensors and Actuators A: Physical、Composites part b：Engineering、Journal of Power Source和《机械工程学报》等国内外刊物上发表论文100多篇，授权发明专利20多项。

来源：科技虫祥