中科院苏州纳米所：具有Janus结构高机械强度的选择性响应柔性力学传感器

传感新品

【中科院苏州纳米所：具有Janus结构高机械强度的选择性响应柔性力学传感器】

兼具优异机械性能与不同类型力选择性响应能力，是促进柔性力学传感器件走向实际应用的关键难点之一。现有柔性感知器件主要是以敏感材料均质薄膜来构建，其组成单元各向同性的微观结构，使其在受弯曲、压缩或拉伸等不同类型力时具有相同或相似的响应模式，造成器件输出感知信号相近并容易产生相互干扰、且需后端电路或数学模型来进行信息解耦处理等问题，同时优异机械性能及自修复等特性对柔性器件在复杂环境下应用稳定性具有重要的实际意义。

近期，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张珽研究员团队提出以人体皮肤梯度结构为仿生原型（图1a），创新性利用单宁酸（TA）修饰后MXene（Ti3C2Tx）二维片层（图1b）在水性聚氨酯（PU）中自由沉降相分离过程（图1c），制备了具有PU层内Ti3C2Tx相梯度分布仿生“非对称（Janus）”结构复合敏感薄膜材料（PU-TA@MXene，图2a-c）。

一方面，末端带有丰富羟基官能团TA分子于MXene与PU基底之间形成大量氢键/共价键侨联（图2g），利用这些键合作用在受力过程中断裂和重组性质，赋予了敏感薄膜优异的机械强度和自修复性能（图3，断裂伸长率达2056.67%、拉伸强度达50.78 MPa、自修复后机械强度保持率>90%），使敏感材料在复杂环境长期使用时信号输出稳定性得到提升。另一方面，仿生“非对称（Janus）”结构赋予了所构建柔性力学传感器对内/外异向弯曲、压力和拉力具有多功能选择性响应能力（图4，压力不响应、MXene高梯度侧弯曲电阻变小、其低梯度侧弯曲电阻变大、拉伸输出信号模式不同），与机器学习算法技术相结合能实现>96%的不同类型力识别效率（图5）。

进一步，将此高机械强度、选择性响应柔性力学传感器件应用于存在多状态实时转换的人体运动关节监测方面，可实现对乒乓球、篮球、羽毛球等需要大量关节切换动作的运动项目实时监控；同时，该柔性力学传感器异向弯曲选择性响应能力，也可应用于蛇形智能装备在救援废墟等复杂环境中通过实时识别自身运动方向和角度来探索和建立未知路径轨迹（图6）。

该工作是团队关于多功能柔性传感器相关研究的最新进展之一。均质结构柔性敏感材料反而往往会限制感知器件的选择性响应，为此团队创新性利用自沉降相分离自组装策略制备了具有仿生Janus结构薄膜柔性力学传感器件，实现了对内/外异向弯曲、压力和拉力不同类型力选择性响应能力，同时通过构建薄膜内氢键/共价键赋予了传感器优异机械强度和自修复性能，为其在实际应用中稳定性提供重要保障。

另外，团队也制备了一系列性能优异的多功能柔性传感器件，主要包括发展了柔性器件仿手指表皮一体叠层界面结构设计方法，实现单一柔性触觉传感器件对静态压力、静态摩擦力及动态摩擦力选择性响应能力（Research, 2020, 2020, 8910692; Nanoscale, 2019, 11, 5737.），结合与神经识别模式相匹配脉冲频率电信号转换与机器学习数据处理技术（计量与测试技术, 2020, 47(6), 1-4+8.），赋予了仿生假肢手、仿真机器人等智能装备对物体冷/热、干/湿状态（Acc. Chem. Res. 2019, 52, 288; Small, 2018, 14(36), 1703902; Adv. Sci. 2017, 4, 1600404.）及材质与种类（InfoMat, 2023, Accepted; npj Flexible Electronics, 2022, 6, 46; 中国科学: 技术科学, 2022, 62.）等类人手精细感知能力（图7），并与上海交通大学、北京航空航天大学等合作方开展了柔性触觉传感器在“人-器”融合方面工程验证工作，应用性能得到了合作单位的高度肯定。

传感动态

【拍照不再挤牙膏！iPhone 15 系列引入索尼最新三层堆栈式传感器】

如今已是五月底了，按照往年的发布节奏，距离 iPhone 15 系列的发布时间已经越来越近了，关于 iPhone 15 系列的爆料已铺天盖地地传播开来，其中 iPhone 15 的影像部分还是有不少值得期待的亮点。

据悉，iPhone 15 系列今年将会搭载潜望式长焦镜头，最高支持 6x 光学变焦。此外，据投资公司海通国际证券分析师 Jeff Pu 称，iPhone 15 系列会通过三层堆栈式的方式来提升传感器的进光量。

据介绍，这种由索尼最新技术定制的三层堆栈式传感器与索尼前不久发布的Xperia 1 V 的 Exmor T 双层影像传感器类似。后者实现光学二极管与像素晶体管分层设置，使得饱和信号（FWC）提升至原来的 2 倍，从而实现更大的动态范围，与同为 1 μ m 的传统背照式传感器相比，由于像素晶体管拥有了更大空间，因此可以增加放大晶体管的尺寸，从而改善弱光下的噪点表现。

另外作为参考，Exmor T 影像传感器在传统背照式结构上，采用创新的双层晶体管像素结构，第一层为光电二极管，第二层为像素晶体管，令第一层的光学晶体管能够捕捉更多的光线，降低图像噪点，在弱光环境下，作为搭载 Exmor T 的 Xperia 1 V 与上一代相比，噪点控制水平提升了约 2 倍。

简言之，这种双层晶体管技术可以为传感器带来了更好的感光能力。在索尼的发布会上，官方表示 Exmor T 影像传感器甚至能够让 Xperia 1 V 媲美全画幅相机的成像画质。此外通过这项技术的应用也意味可以在不增加机身重量和体积的情况下提升照片的质量和拍照体验，对于注重手机轻便性能的用户来说，无疑是一个好消息。

【禾赛科技第一季度实现盈利，经营现金流转正】

5 月 24 日，网通社自纽交所公告获悉，禾赛科技发布了 2023 年 Q1 财报。第一季度禾赛科技实现营收 4.3 亿元，同比增长 73.0%；毛利率为 37.8%，环比增长 7.8%。另外从纽交所信息可以看出禾赛科技于 2023 年 2 月 9 日正式上市，在一个季度内便实现了盈利，截至一季度末，其公司的现金储备增至 31.4 亿元。

根据披露信息，禾赛科技的激光雷达总交付量达到了 34834 台，同比增长 402.9%，实现了连续 6 年的高速增长。其中 ADAS 激光雷达交付量为 28195 台，成为全球激光雷达市场的第一季度出货冠军，超过了 Luminar、Ouster、Innoviz、Aeva、Cepton、AEye 等 6 家国际上市同行公司总和。

禾赛联合创始人及 CEO 李一帆表示：" 我们很高兴能够实现公司历史上最强劲的季度财务业绩，不仅营收创历史新高，而且非美国会计准则下实现盈利、经营现金流转正。本季度，我们发布了突破性的超薄舱内激光雷达 ET25，并与多个 OEM 客户扩大了合作伙伴关系、获得了新车型的定点。此外，我们还获得了公司历史上最大的一笔 Robotaxi 激光雷达订单。

2023 年将是转型的一年，我们的产品已获得多个北美和欧洲知名 OEM 的青睐，禾赛将有望在全球市场迎来更强劲的爆发式增长机会。展望未来，我们将继续深化我们自有工厂的强大制造能力和芯片研发实力来打造高质量、高性价比的激光雷达产品，为更安全的智能驾驶赋能。"

在 2023 年第一季度中，禾赛科技获得了 Robotaxi 的激光雷达订单，使其单月激光雷达出货量便达到了 10000 台，之后有消息表示百度自动驾驶平台 Apollo 与禾赛科技达成合作，将与禾赛共同研发新一代激光雷达产品，搭载于其第五代 Robotaxi 上。

目前，禾赛科技在 L4 级自动驾驶激光雷达的市占率已接近 60%，为全球第一。ADAS 业务方面，该公司本季度新合作的车企包括理想汽车纯电平台、集度汽车以及赛力斯汽车，统计数据显示，禾赛科技已获得 11 家主流 OEM 的量产定点。

禾赛全球 CFO 谢东萤表示，本季度优异的财务业绩清晰地表明了我们正在持续快速地增长。营收同比增长 73.0%，环比增长 5.1%，达 4.3 亿元人民币，创历史新高。毛利率亦环比增长 7.8% 至 37.8%，在行业内遥遥领先。通过不断扩大业务规模、提升成本运营效率，本季度我们非美国会计准则下的净利润和经营现金流均实现了转正。

激光雷达交付量在本季度同比翻了 5 倍，超过 34,800 台，累计交付量超过 13.5 万台。激动人心的是，禾赛本季度的营收和交付量再次高于在美国上市的其他 6 家激光雷达同行总和。同时，我们收到的自动驾驶和 ADAS 产品订单都在加速增长，预计第二季度的交付量将环比增长约 40%，强劲的订单增长势头有力地证明了我们在 ADAS 和自动驾驶市场中全球领先的地位。

【反超SK海力士，美光跃居第二大DRAM供应商】

在芯片行业持续衰退的情况下，美国芯片制造商美光科技公司九年来首次超越韩国 SK 海力士公司成为全球动态随机存取存储器 (DRAM) 市场的第二大厂商。

根据台湾市场研究公司 TrendForce Corp. 周四的数据，美光科技在 1 月至 3 月期间获得了了 27.2 亿美元的 DRAM 销售额，比上一季度的 28.3 亿美元下降了 8%。这家美国芯片制造商击败了 SK 海力士，后者的销售额同期下降了 31.7% 至 23 亿美元。

去年第四季度，SK 海力士以 27.6% 的份额保持在 DRAM 市场的第二位，而美光科技的份额为 23.1%。然而，在第一季度，美光科技占 28.2%，SK 海力士占 23.9%。

SK海力士上一次向美光科技让步是在2013年第四季度，当时由于当年9月中国无锡工厂发生火灾，导致出货量下滑。SK海力士在2014年第一季度重新夺回第二名，并一直保持到去年第四季度。

三星电子是全球最大的内存芯片制造商，第一季度的 DRAM 销售额为 41.7 亿美元，占市场份额的 43.2%。其销售额比上一季度下降了 24.7%。

占据DRAM市场95%以上份额的三星电子、美光科技和SK海力士在第一季度开始减产，以克服低迷的行业环境。TrendForce 数据显示，第一季度 DRAM 销售额为 97 亿美元，较去年第四季度的 122.7 亿美元下降 21.2%。

TrendForce 在一份新闻稿中表示：“大幅下滑代表收入连续第三个季度下降。”“持续的供过于求问题导致价格持续下跌，是价格下跌的罪魁祸首。”TrendForce 补充说，该行业预计“计划减产后价格下跌的速度将逐渐放缓”，但其第二季度预测表明“持续的价格下跌可能会限制第二季度的潜在收入增长”。

【工信部部长金壮龙会见特斯拉 CEO 马斯克，就新能源汽车和智能网联汽车发展等交换意见】

5 月 31 日消息，据“工信微报”微信公众号，5 月 31 日，工业和信息化部部长金壮龙在京会见特斯拉公司首席执行官马斯克，双方就新能源汽车和智能网联汽车发展等交换意见。

5 月 30 日，特斯拉首席执行官马斯克抵达中国，这是马斯克三年来首次访问中国。据外交部网站当晚消息，国务委员兼外长秦刚在北京会见马斯克。秦刚表示，中国的发展是世界的机遇。一个健康、稳定、建设性的中美关系既有利于中美两国，也有利于世界。马斯克表示，美中利益交融，密不可分。特斯拉公司反对“脱钩断链”，愿继续拓展在华业务，共享中国发展机遇。

昨天下午网络平台上也流传出一张马斯克与全球动力电池龙头宁德时代董事长曾毓群会面的照片。据澎湃新闻报道，业内人士分析，此次马斯克与曾毓群会面，商谈的内容可能会包括上海储能超级工厂的储能电芯供应、未来在北美合作建电池厂以及动力电池供应的事宜。

据路透社报道，摩根大通首席执行官杰米・戴蒙、星巴克全球首席执行官拉克斯曼・纳拉西姆汉本周也在中国；24 日，美国通用汽车公司董事长兼首席执行官玛丽・博拉到访上海；稍早前，苹果公司首席执行官库克现身北京三里屯。

【中国电子科技四十九所10多种100多只传感器为神舟十六号全程护航】

5月30日9时31分，被誉为“神箭”的长征二号F遥十六运载火箭托举神舟十六号载人飞船跃入苍穹。据悉，护航神舟十六号载人飞船进入太空的，有中国电子科技集团有限公司四十九所(简称49所)研制的20多种100多只传感器。这些敏感元器件，相当于人的五官，将感知到的外部环境，形成各种数据参数，对载人飞船舱内的环境稳定和在轨运行起到检测作用。

传感器主要用于测量各系统内的压力、温度、湿度、气体、生理等信号，为各系统控制和参数测量提供直接依据。航天员舱外服系统配备了生理背心，49所的传感器能监测航天员出舱活动中的生理参数，也为舱外服内的环境参数监测提供了数据支撑，保障了出舱活动的顺利进行。

根据任务安排，49所研制的传感器和微系统将继续支撑保障两个航天员乘组安全在轨轮换和神舟十六号乘组在轨期间的各项任务开展。在为期约5个月的在轨驻留期间，支持航天员开展空间科学与应用载荷在轨试验，实施出舱活动及货物气闸舱出舱，进行舱外载荷安装及空间站维护维修，继续开展天宫课堂太空授课活动等任务，为中国空间站建设作出更大贡献。

本次任务恰逢我国首次载人航天飞行圆满成功20周年，49所从神舟一号就已经开始为飞船配套，20多年来，49所攻克了空间环境下的高可靠传感器技术，圆满完成历次保障任务，见证了我国载人航天从起初的摸索到现在的多人次载人出舱的全历史过程。

审核编辑黄宇