近日，我院微纳电子制造研究所薛龙建教授团队在《Advanced Functional Materials》在线发表了基于仿生策略构建高性能可穿戴压力传感器的最新研究成果。论文题为“Filiform Papillae-Inspired Wearable Pressure Sensor with High Sensitivity and Wide Detection Range”（受丝状乳突启发的具有高灵敏度和宽检测范围的可穿戴压力传感器）。薛龙建教授、吴国强教授和土木建筑工程学院税朗泉教授为论文的共同通讯作者，博士生李刚为论文第一作者，武汉大学为唯一署名单位。

       柔性压力传感器近年来在医疗监测、人机交互和信息通信等领域具有广泛的应用前景。对于压力传感器而言，高灵敏度可以精确识别微小的压力变化，而宽检测范围可以确保传感器在很大的压力范围内正常工作。为了满足这些需求，引入微结构（如圆顶、金字塔和微柱）已被广泛证明是一种有效策略。这些微结构的尖端易于变形，可实现高灵敏度，但尖端变形所产生的应力会随着负载的增加而不断累积，阻碍了微结构其余部分的变形，降低高负载下的灵敏度。

       受猫舌头上丝状乳突的启发，薛龙建教授团队构建了一种具有互锁仿生结构的柔性压力传感器（FPS_p）。与传统微结构不同，仿丝状乳突结构可以在压力增加的过程中转移应力集中的位置，从而有效避免应力累积导致的灵敏度降低。因此，FPS_p具有高灵敏度（高达 504.5 kPa⁻¹）、宽检测范围（30 Pa–350 kPa）、快速响应（83 ms）、高耐久性（8000 次循环）和高稳定性的良好传感性能。作为应用展示，FPS_p可用于监测人体生理信号和人机交互界面。这项工作为高性能可穿戴压力传感器提供了一种新的设计策略。

       该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、电子制造与封装集成湖北省重点实验室开放基金的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202414465