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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。

柔性(xing)(xing)應(ying)(ying)變(bian)傳感(gan)器已成為未(wei)來智能(neng)設備發展(zhan)的(de)(de)(de)重要研究方向，在人機交互(hu)、電子(zi)皮(pi)膚(fu)和運(yun)動監控等領域(yu)具有廣闊的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用前景。目(mu)前，柔性(xing)(xing)應(ying)(ying)變(bian)傳感(gan)器已廣泛用于可穿戴電子(zi)設備中(zhong)以獲取(qu)人體物理參數，但無論傳感(gan)材料(liao)的(de)(de)(de)可拉(la)伸性(xing)(xing)如(ru)何(he)，小應(ying)(ying)變(bian)變(bian)化的(de)(de)(de)分辨率不足或加(jia)載/卸載狀(zhuang)態(tai)之間的(de)(de)(de)滯后現象(xiang)，限制(zhi)了這些傳感(gan)器的(de)(de)(de)各種應(ying)(ying)用。基(ji)于此，深(shen)圳先進院微(wei)(wei)創中(zhong)心醫(yi)學微(wei)(wei)系統團隊(dui)通(tong)過將液態(tai)金屬共晶鎵銦(yin)（EGaIn）嵌入到波(bo)(bo)浪形(xing)(xing)微(wei)(wei)通(tong)道柔性(xing)(xing)基(ji)底中(zhong)，開發出一種微(wei)(wei)流體柔性(xing)(xing)應(ying)(ying)變(bian)傳感(gan)器，其新型(xing)波(bo)(bo)浪形(xing)(xing)設計抑制(zhi)了微(wei)(wei)通(tong)道的(de)(de)(de)粘彈性(xing)(xing)，提高了變(bian)形(xing)(xing)恢(hui)復(fu)能(neng)力(li)，改善了遲滯性(xing)(xing)和響應(ying)(ying)速度(du)。

該(gai)柔性(xing)應變(bian)(bian)傳感(gan)器可承受高(gao)達320％的(de)應變(bian)(bian)且能(neng)夠(gou)(gou)正常工作(zuo)，波浪形(xing)結構(gou)能(neng)夠(gou)(gou)有效(xiao)抑制微通道(dao)(dao)的(de)粘彈性(xing)，遲滯(zhi)性(xing)從6.79％提(ti)高(gao)到1.02％。此外(wai)，通過延長波浪形(xing)微通道(dao)(dao)長度，同時傳感(gan)器的(de)靈敏度（GF=4.91）和(he)分辨率得到提(ti)高(gao)，能(neng)夠(gou)(gou)檢測到低(di)至(zhi)0.09％的(de)極微小應變(bian)(bian)變(bian)(bian)化，響應時間低(di)至(zhi)116ms。實驗驗證該(gai)柔性(xing)應變(bian)(bian)傳感(gan)器能(neng)夠(gou)(gou)被(bei)用(yong)于人(ren)(ren)體和(he)機(ji)器人(ren)(ren)的(de)運動監(jian)測，如手指、頸部、呼(hu)吸胸腔(qiang)和(he)機(ji)器人(ren)(ren)關節的(de)不同運動狀態等，在可穿(chuan)戴電子、運動識別、醫(yi)療健(jian)康和(he)軟體機(ji)器人(ren)(ren)領(ling)域具(ju)有應用(yong)前(qian)景。

李暉為(wei)論(lun)文通訊(xun)作(zuo)(zuo)者(zhe)，研究(jiu)(jiu)助理陳(chen)靜(jing)為(wei)論(lun)文第一作(zuo)(zuo)者(zhe)。研究(jiu)(jiu)工作(zuo)(zuo)得到(dao)科(ke)(ke)技部重(zhong)點研發計劃(hua)、國家自然科(ke)(ke)學(xue)基金、廣東省自然科(ke)(ke)學(xue)金和深圳市(shi)基礎(chu)研究(jiu)(jiu)等(deng)的(de)支持。