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近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所微創中心研究員王磊、副研究員李暉團隊，在利用波浪形微通道設計改善基于液態金屬的柔性應變傳感器遲滯性、響應時間和靈敏度方面的研究取得新進展。相關研究成果以Superelastic, Sensitive, and Low Hysteresis Flexible Strain Sensor Based on Wave-Patterned Liquid Metal for Human Activity Monitoring為題，發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

柔(rou)性(xing)應(ying)(ying)(ying)變(bian)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器已(yi)成為(wei)未來智能設(she)備(bei)發展的(de)重要研究方(fang)向，在人機(ji)交(jiao)互、電(dian)子(zi)皮膚(fu)和運動監控(kong)等(deng)領(ling)域具有廣闊(kuo)的(de)應(ying)(ying)(ying)用前(qian)景。目(mu)前(qian)，柔(rou)性(xing)應(ying)(ying)(ying)變(bian)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器已(yi)廣泛用于(yu)可穿戴(dai)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)以獲取人體(ti)(ti)物理參數，但無論傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)材(cai)料的(de)可拉伸性(xing)如何，小應(ying)(ying)(ying)變(bian)變(bian)化(hua)的(de)分(fen)辨率不足或加載/卸載狀態之間(jian)的(de)滯(zhi)后現象，限制(zhi)了(le)(le)這些(xie)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器的(de)各種(zhong)應(ying)(ying)(ying)用。基于(yu)此，深圳先(xian)進(jin)院微創中(zhong)心(xin)醫學微系統(tong)團隊(dui)通(tong)過將液(ye)態金屬共晶鎵銦（EGaIn）嵌入到(dao)波浪(lang)形微通(tong)道(dao)柔(rou)性(xing)基底(di)中(zhong)，開(kai)發出一種(zhong)微流體(ti)(ti)柔(rou)性(xing)應(ying)(ying)(ying)變(bian)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器，其(qi)新型波浪(lang)形設(she)計抑(yi)制(zhi)了(le)(le)微通(tong)道(dao)的(de)粘彈性(xing)，提高了(le)(le)變(bian)形恢復能力，改(gai)善了(le)(le)遲滯(zhi)性(xing)和響(xiang)應(ying)(ying)(ying)速(su)度(du)。

該柔性應(ying)(ying)(ying)變(bian)傳(chuan)感(gan)器可(ke)承受高達320％的應(ying)(ying)(ying)變(bian)且能(neng)夠(gou)正常工(gong)作，波浪(lang)形結構能(neng)夠(gou)有效抑制微(wei)通(tong)道(dao)的粘(zhan)彈(dan)性，遲滯性從6.79％提高到1.02％。此(ci)外(wai)，通(tong)過延長波浪(lang)形微(wei)通(tong)道(dao)長度(du)，同(tong)時(shi)傳(chuan)感(gan)器的靈敏度(du)（GF=4.91）和分(fen)辨率得到提高，能(neng)夠(gou)檢測到低至0.09％的極微(wei)小(xiao)應(ying)(ying)(ying)變(bian)變(bian)化，響(xiang)應(ying)(ying)(ying)時(shi)間低至116ms。實(shi)驗驗證該柔性應(ying)(ying)(ying)變(bian)傳(chuan)感(gan)器能(neng)夠(gou)被用(yong)于人體(ti)(ti)和機(ji)器人的運(yun)動(dong)監測，如手指、頸部、呼吸胸腔和機(ji)器人關節的不(bu)同(tong)運(yun)動(dong)狀態等，在可(ke)穿戴電(dian)子、運(yun)動(dong)識別(bie)、醫(yi)療健康和軟體(ti)(ti)機(ji)器人領域具有應(ying)(ying)(ying)用(yong)前景。

李暉(hui)為論文(wen)通訊作者，研(yan)(yan)究(jiu)助理陳靜為論文(wen)第一作者。研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作得(de)到科(ke)技部重(zhong)點研(yan)(yan)發計劃、國家自然(ran)(ran)科(ke)學(xue)基金(jin)、廣東(dong)省(sheng)自然(ran)(ran)科(ke)學(xue)金(jin)和深圳市(shi)基礎研(yan)(yan)究(jiu)等的支持。