今天我要讲一个很牛的项目,它能帮我们解决柔性压力传感器在高温环境下容易出错的问题。大家都知道,电子皮肤、软体机器人还有智能穿戴设备都离不开柔性传感技术,但现有的多层结构材料在100度到150度的高温下,压力信号往往会失真。安徽工程大学机械与汽车工程学院的周洲团队最近在Microsystems & Nanoengineering上发了一篇文章,给出了一个解决方案。 他们把液态金属这种东西用到了传感器里。液态金属有个大优势,流动性好又导电,它在里面不仅能传递信号,还能当冷却剂用。团队给传感器设计了个开放式的结构,里面是蛇形的微流道。有了这个结构,再加上外接的循环泵驱动,液态金属就能在里面循环流动,把高温区域产生的热量迅速带走。这样一来,传感器内部的温度波动就被控制住了,就不会影响测量精度了。 这个技术用的材料是EGaIn(镓铟合金)。实验结果显示,当有2.8瓦的热负载时,只要让液态金属以每分钟2毫升的速度循环流动,传感器的电阻就能比静态时降低38.1%。灵敏度达到了每千帕0.11的水平,最大能测30千帕的压力。通过流体、结构和热的多场耦合仿真以及实际测试,团队证明了他们的产品在高温下很稳定。哪怕是遇到突然的热冲击或者频繁的加载卸载操作,电阻变化的曲线也非常一致。另外传感器的信噪比也很高,达到了43.5分贝,保证了数据的准确性。 这次研究不仅给航空航天和特种机器人这些高温场景提供了可靠的测量方案,也为柔性电子技术在极端条件下的应用开辟了新的路子。麦姆斯咨询也报道了这个消息。