阻碍柔性传感器发展的难题有哪些？

作为一种灵活的电子元器件，柔性传感器是伴随着物联网和可穿戴设备火起来的。据悉，科学家曾将柔性传感器用于可穿戴医

疗产品上，帮助病人搜集相关医疗数据，后来很多便捷式的柔性可穿戴产品相继出现……近几年，很少在网上看到柔性传感器

相关的新闻报道，究其原因，最关键的还是尚未解决柔性传感器技术很多的商业化难题。

柔性传感器有哪些作用？

要了解柔性传感器，首先要明白柔性电子的概念，柔性电子涉及很多领域，近日华为发布的柔性可折叠手机也采用了柔性电子

技术，一般的柔性电子采用有机和无机材料混合制造，具有非常好的柔韧性。柔性传感器是利用柔性材料制作的传感器，这种

传感器具有非常强的环境适应性，同时随着物联网和人工智能的发展，很多柔性传感器具有集成度高和智能化的特点。

柔性传感器的优势让它有非常好的应用前景，包括在医疗电子、环境监测和可穿戴等领域。例如在环境监测领域，科学家将制

作成的柔性传感器置于设备中，可监测台风和暴雨的等级；在可穿戴方面，柔性的电子产品更易于测试皮肤的相关参数，因为

人的身体不是平的。

阻碍柔性传感器发展的难题有哪些？

首先是材料，目前制作柔性传感器的材料有很多，主要是金属材料、无机半导体材料、有机材料和柔性基底，以金属材料来

说，运用金银铜等导体材料做电极和导线这个难度不大；无机半导体材料包括很多，据悉，科学家曾采用以ZnO和ZnS为材料制

作了一种柔性传感器，利用了光电效应，这其中的难题是材料的弯曲度有限；有机材料的柔韧性更好，但是对压阻和电容信号

敏感度不如金属材料，在高精度的测量领域发展受限；柔性基底的材料非常有限，比较成功的是聚二甲基硅氧烷(PDMS)，未来

仍有很多材料待挖掘出来等。前不久，有研究机构发现碳材料也能制造柔性传感器，但是需要石墨烯材料配合，这也是很久未

能解决量产的一种材料。

其次是制作方法，想得到高性能的柔性传感器，必须要特殊的方面制作。尤其需要活性材料和柔性基板，因为柔性传感器对尺

寸和厚度都有很严苛的要求，不然达不到性能的要求。还有一大难题是制作时候的导电性要求很高，完全时候的良率会有很大

影响。

最后是产业链协同，这限制了柔性传感器的应用和想象空间，毕竟一个完整的产品需要很多器件，传感器实现弯曲，其它相关

器件性能如何保证，这是产业都需要考虑的难题。

尽管柔性传感器离真正的商用化还有很长的路要走，但是前景仍是明朗的，尤其是在可穿戴领域，有很大的发挥空间。

柔性传感器的分类

柔性传感器种类较多，分类方式也多样化 。

按照用途分类，柔性传感器包括柔性压力传感器 、柔性气体传感器 、柔性湿度传感器 、柔性温度传感器 、柔性 应变传感

器 、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;

按照感知机理分类，柔性传感器包括柔性电阻式传感器 、柔性电容式传感器 、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等 。

常见柔性传感器

1、柔性气体传感器

柔性气体传感器在电极表面布置对气体敏感的薄膜材料，其基底是柔性的，具备轻便 、柔韧易弯曲，可大面积制作等特点，薄

膜材料也具备更高的敏感性和 相对简便的制作工艺而备受关注。这很好地满足了特殊环境下气体传感器的便携 、低功耗等需

求，打破了以往气体传感器不易携带、测量范围不全面 、量程 小 、成本高等不利因素，可对N H 、N O 、乙醇气体进行简单

精确的检测，从而引起了人们的广泛关注 。

2、柔性压力传感器

柔性压力传感器在智能服装、智能运动、机器人 “ 皮肤 ” 等方面有广泛运用 。聚偏氟乙烯 、硅橡胶 、聚酰亚胺等作为其

基底材料已广泛用于柔性压力传感 器的制作，它们有别于采用金属应变计的测力传感器和采用n 型半导体芯片的扩散型普通压

力传感器，具有较好的柔韧性 、导电性及压阻特性。

3、柔性湿度传感器

湿度传感器主要有电阻式 、电容式两大类。湿敏电阻器特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸汽吸附

在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容器一般是用高分子薄膜制成，常用

的高分子材料有聚苯乙烯 、聚酰亚胺 、酪酸醋酸纤维等 。

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