柔性仿生传感器是一种用于实现仿人类感知功能(如触觉、嗅觉、味觉、听觉、视觉等)的人造柔性电子器件。近年来,随着柔性电子学的发展,这类器件在消费电子、军事、医疗健康等领域展现出巨大的应用潜力,因此发展新型可贴附、可穿戴、便携式、可折叠的柔性电子器件已成为前沿研究热点。
近日,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张珽研究员课题组报道了一种新型柔性可穿戴仿生触觉传感器——人造仿生电子皮肤。相关研究成果发表于《先进材料》(Advanced Materials, 2014, 26, 1336-1342),并被选为封面文章。
在前期关于单壁碳纳米管超薄膜可控制备的基础上(Journal of Materials Chemistry, 2012, 22, 21824-21827),研究团队采用廉价丝绸为模板,通过不同于传统昂贵且复杂的微纳米加工技术,实现了具有微纳米结构薄膜的可控制备。该薄膜与自支撑单壁碳纳米管超薄膜结合,构筑了具有高灵敏度(1.8 kPa⁻¹)、低检出限(0.6 Pa)和高稳定性(>67500次循环)的柔性仿生电子皮肤。该传感器成功应用于脉搏、语音等人体生理信号的实时检测,通过对说话时喉部肌肉群运动产生的微弱压力变化及脉搏波形分析,初步实现了语音识别和人体不同生理状态的准确检测,推动了可穿戴设备在语音辅助输出系统、人体健康评价和疾病前期诊断方面的应用。
该工作得到了国家自然科学基金委、港澳台国际合作项目及江苏省科技厅项目的经费支持,同时得到了苏州纳米所印刷电子部的支持。