韓國科學(xué)技術(shù)院研究出了一種高性能的透明納米觸摸傳感器

據(jù)麥姆斯咨詢報道，The Korea Advanced Institute of Science and Technology（KAIST，韓國科學(xué)技術(shù)院）的研究人員通過開發(fā)一種柔性、透明的超薄分層納米復(fù)合材料（HNC）薄膜，研究出了一種高性能的透明納米觸摸傳感器。

該研究團(tuán)隊表示，他們的傳感器同時具有工業(yè)級應(yīng)用的所有必要特性：高靈敏度、透明度、彎曲不敏感性和可制造性。識別外部刺激位置和壓力的力觸摸傳感器，已經(jīng)受到各種應(yīng)用的極大關(guān)注，例如可穿戴設(shè)備、柔性顯示器和類人機(jī)器人等。數(shù)十年來，研究人員投入了大量的研發(fā)，致力于提高力觸摸傳感器的壓力靈敏度，以實現(xiàn)工業(yè)級傳感。不過，當(dāng)力觸摸傳感器彎曲時，器件傳感性能會受到引入的機(jī)械應(yīng)力和形變影響而降低，因此，在柔性應(yīng)用中應(yīng)用力觸摸傳感器仍然存在挑戰(zhàn)。

為了克服這些問題，KAIST研究團(tuán)隊拋開了傳統(tǒng)技術(shù)，專注于開發(fā)非氣隙傳感器。在之前的傳統(tǒng)技術(shù)中，力觸摸傳感器需要在電極之間留有氣隙，以實現(xiàn)高靈敏度和靈活性。KAIST研究團(tuán)隊提出的非氣隙力觸摸傳感器基于一種包含金屬納米顆粒的透明納米復(fù)合絕緣體，可以根據(jù)壓力使電介質(zhì)中的電容變化最大化，還包含一個納米級基板，能夠通過集中壓力來提高透明度和靈敏度。由此，該團(tuán)隊成功制造出了一種高靈敏度、透明、柔性力觸摸傳感器，在重復(fù)壓力下表現(xiàn)出了機(jī)械穩(wěn)定性。

透明、靈活的力觸摸傳感器（上圖），通過利用應(yīng)力集中增強靈敏度（下圖）此外，通過將傳感電極放置在與中性面相同的面上，力觸摸傳感器即使在彎曲到圓珠筆的半徑時也可以運行，且不會改變器件性能。該團(tuán)隊所提出的力觸摸傳感器還滿足了大規(guī)模生產(chǎn)時的商業(yè)化考量，例如大面積均勻性、生產(chǎn)再現(xiàn)性以及溫度影響和長期使用的可靠性。

最后，研究團(tuán)隊將他們開發(fā)的傳感器應(yīng)用于具有脈沖監(jiān)測功能的醫(yī)療可穿戴設(shè)備，能夠檢測人體的實時脈搏。此外，該研究團(tuán)隊還和HiDeep公司合作確認(rèn)，7英寸的大尺寸力觸摸傳感器還可以集成到商用智能手機(jī)中。