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記者12月18日從中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱“新疆理化所”）獲悉，該所科研團(tuán)隊(duì)近期成功研制出一種高靈敏超薄溫度傳感器。該傳感器厚度僅有40微米，且具備優(yōu)異的靈敏度和響應(yīng)速度，有望為下一代電子皮膚、可穿戴設(shè)備等柔性智能感知系統(tǒng)提供有力的技術(shù)支撐。該研究成果近期發(fā)表于《ACS應(yīng)用材料和界面》。

在智能醫(yī)療與機(jī)器人感知領(lǐng)域，柔性溫度傳感器的超薄化是實(shí)現(xiàn)高貼合度與集成度的核心前提。然而，實(shí)現(xiàn)高靈敏度需要高溫材料工藝，而柔性基底卻難以耐受高溫。這導(dǎo)致器件在超薄形態(tài)下難以同時(shí)兼顧高靈敏度、優(yōu)異柔韌性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

針對(duì)這一技術(shù)瓶頸，新疆理化所研究團(tuán)隊(duì)采用“水溶性犧牲層輔助轉(zhuǎn)移”策略，成功解決了高性能敏感材料與柔性基底之間的工藝兼容性難題，制備出總厚度僅為40微米的超薄柔性溫度傳感器。

據(jù)悉，研究人員采用高溫制備和器件構(gòu)筑的分步法。這一方法既保障了敏感材料所必需的高溫退火條件，又避免了柔性基底因高溫而受損，從而為高性能無機(jī)材料與柔性襯底的結(jié)合提供了可靠技術(shù)路徑。

為保障材料轉(zhuǎn)移后的界面質(zhì)量，研究團(tuán)隊(duì)通過有限元仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了氧化鍺/氧化鉭/錳鈷氧化物異質(zhì)界面結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)界面性能的主動(dòng)調(diào)控。該結(jié)構(gòu)有效抑制了界面處的元素?cái)U(kuò)散和熱應(yīng)力失配，顯著提升了器件的可靠性與結(jié)構(gòu)完整性。

新疆理化所研究員孔雯雯介紹，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，超薄傳感器展現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能：其電阻溫度系數(shù)高達(dá)-4.1%/℃，響應(yīng)時(shí)間僅192毫秒，在反復(fù)彎折與熱沖擊下仍能穩(wěn)定工作。

（受訪者供圖）