首次制造!大连理工大学发表最新成果,被国际知名期刊选为封面文章
近年来,随着互联网和人工智能的发展和普及,轻薄便捷、电子性能优异的柔性压力传感器作为可穿戴电子设备的核心器件,拥有了越来越广阔的市场和极大的研究价值。近日,大连理工大学机械工程学院刘军山研究员团队关于柔性压力传感器的最新研究成果,被国际知名期刊Small选为封面文章,该成果为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新的思路。
柔性压力传感器以功能软材料层压缩变形为主导的传感机理,要求电极层具有相对较大的抗弯刚度,电极层厚度一般要比功能软材料层大1~2个数量级。因此,现有的柔性压力传感器厚度只能在百微米甚至毫米量级,严重影响了传感器的轻质性、变形性和共形性。
大连理工大学刘军山研究员团队长期开展柔性传感器研究,通过与大工力学系李明教授等团队合作,独辟蹊径地提出了一种纳米工程策略,首次制造出了亚微米厚度(0.85μm)的柔性压力传感器。
该纳米工程策略将柔性压力传感器的传感机理由功能软材料层的压缩变形为主导转变为柔性电极层的弯曲变形为主导,从根本上解除了对于传感器厚度的限制;而且,由于超薄的柔性电极层拥有极强的变形能力,使得传感器具有优异的检测性能。
传感器的单位面积重量只有2.8 g/m2,相当于普通办公打印纸的1/29,能够承受曲率半径小至8.8μm的面外超大弯曲变形,并且能够与皮肤表面实现完全共性贴合。另外,传感器的灵敏度为92.11 kPa-1,检出限为0.8 Pa,均处于目前公开报道的最高水平。
团队提出的纳米工程策略可以成数量级地减小传感器的厚度,从而突破性提升传感器的轻质性、变形性和共形性,同时还能够使得传感器具有超高的检测性能,为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新的思路。
刘军山,研究员、博士生导师,大连理工大学机械工程学院微系统研究所所长,辽宁省微纳米技术及系统重点实验室主任,主要研究方向为聚合物微纳制造。获得1项“中国微米纳米技术学会微纳技术创新奖”二等奖和1项“中国机械工业科学技术发明奖”二等奖。
成果的产出离不开科研人才的持续攻关,更离不开学校、学院、平台的支撑。刘军山所任教的大连理工机械工程学院实力强劲,面向航空航天、能源动力、智能制造等重点领域发展,学院机械工程学科为“985”“211”重点建设学科,入选国家“双一流”建设学科名录,为大连理工大学实力最强的学科之一。
依托一流学科,以高性能精密制造全国重点实验室、国家级协同创新中心、集成攻关大平台等国家级科研基地为基石,学院科研项目不断取得最新进展,牵头获得2项国家技术发明一等奖、1项国家科技进步一等奖(创新团队)、3项国家技术发明二等奖。
丰硕的科技成果同样指引着学院学子奋勇争先,畅游学术海洋。近年来,学院将工程科技前沿引入课堂,大力促进科教融合。同时,全程实行本科生导师制,依托国家、省、校多级创新创业项目,鼓励学生参加国家级创新创业竞赛,助力创新创业人才的快速成长,为未来的“科研人才”成长持续助力。
未来,大连理工大学将继续深耕机械工程领域,为国家培养更多学术引领者、行业领军者、工程领创者和复合型创新人才,加速科技成果转换,在科研领域取得更多新突破!
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注:文章部分素材来自大连理工大学官网/官微、大工招生、化学进展、中国微米纳米技术学会
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