川大研发新型柔性电子皮肤传感器极端环境可稳定工作

近日，四川大学李光宪教授、孔米秋教授、杨俊龙副教授团队传来捷报，该团队以空天科学与工程学院为第一通讯单位，在国际顶级期刊《Nature Communications》上发表重要研究论文，成功提出阻抗驱动的电容放大机制，为柔性电子皮肤传感器在极端环境中的稳定应用提供了全新理论框架和技术路径，有效突破了传统传感器的性能瓶颈。

据悉，柔性电子皮肤作为类人触觉感知的核心器件，在机器人触觉、人机交互、健康监测等多个领域具有广泛应用前景。但在实际应用中，这类器件常需在极端温度、复杂受力等苛刻环境下稳定工作，对其灵敏度、检测范围和环境适应性提出了极高要求。

当前，行业内现存的离子型传感器虽具备较高响应性，却在极端环境中易失稳；非离子型电容传感器虽环境稳定性较好，但其响应增益不足，无法满足高灵敏度检测需求，高灵敏度与环境稳定性难以兼顾成为行业共性难题。

针对这一技术痛点，四川大学研究团队经过持续攻关，创新提出“阻抗驱动电容放大机制”。该机制通过外力调控界面接触状态，动态降低等效电阻，逐步释放非离子材料体系中的极化响应，从而实现信号有效放大，成功破解了行业瓶颈。

研究数据显示，基于该机制研发的新型柔性电子皮肤传感器，性能表现十分突出：可在20 Pa至8 MPa的宽压力范围内持续响应，灵敏度达到169.8 kPa⁻¹；能在−80 °C至200 °C的超宽温度区间稳定工作；在200℃高温、−50℃低温等极端环境下抓取多形态目标物时，性能波动小于6%，复杂环境下的识别准确率高达99.25%，显著优于传统传感器（85.5%）和离子型传感器（60.25%）。

这项技术创新不仅为柔性电子皮肤传感器的高可靠性提供了有力支撑，更拓宽了其应用边界，为其在健康监测、工业传感、机器人触觉系统等极端环境场景的广泛应用开辟了新路径，具有重要的学术价值和产业应用前景。