昆明理工大学：研究用于人机交互的高灵敏度宽量程柔性传感器

在柔性压阻式传感器的实际应用中，追求兼具高灵敏度、宽检测范围和出色耐用性的平衡性能仍是一项核心挑战。本研究报道了一种夹心结构的柔性压阻传感器，其核心传感材料采用碳化还原氧化石墨烯薄膜（C-rGOF），并用聚二甲基硅氧烷（PDMS）进行封装（简称C-rGOF@PDMS）。该传感器通过肼水合物辅助梯度发泡策略结合高温碳化工艺制备，形成具有均匀稳定三维多孔结构的C-rGOF传感核心。

该器件实现了关键性能指标的协同优化：高达122 kPa−1的高灵敏度、0.01-1300 kPa的宽检测范围、70/52毫秒的快速响应/恢复时间、100毫克的超低检测限，以及在1 kPa压力下超过40,000次的稳定循环性能。凭借这些特性，该传感器能精准捕捉人类动作的广谱信号，涵盖从皱眉、吞咽等细微生理活动到肘膝关节动态运动的完整范围。通过集成4×4传感器阵列并采用列扫描电路策略，有效抑制了信号串扰，实现了动态空间压力映射。此外，基于Arduino控制器的集成触觉手套系统成功将常见手势（包括1至5的数字手势、手指比心手势及握拳动作）转化为仿生机械手的稳定精准控制。这项从材料设计到系统集成的研究，为构建高性能、低成本且可扩展的柔性触觉系统提供了范式，在医疗康复、智能假肢及远程操作领域具有广阔应用前景。

来源：http://doi.org/10.1021/acsaelm.5c02318