柔性超薄温度传感器技术取得新突破
在智能医疗和机器人感知等前沿领域，柔性温度传感器的超薄化设计对于提升贴合度和系统集成能力至关重要。然而，长期以来，这一目标在实际研发中面临显著挑战：高性能传感器材料通常需要在高温下制备，而柔性基底往往难以承受此类工艺条件，从而限制了器件在实现高灵敏度的同时保持良好柔韧性与长期稳定性。
中国科学院新疆理化技术研究所的研究人员近期在该领域取得重要进展。通过引入“水溶性牺牲层辅助转移”技术，团队成功解决了高性能敏感材料与柔性衬底之间工艺兼容性的关键难题，并成功制备出总厚度仅为40微米的柔性超薄温度传感器。
该方案的核心在于将敏感材料的高温制备过程与器件在柔性基底上的集成过程分步进行。这种设计不仅满足了无机敏感材料所需的高温退火要求，同时也避免了柔性基底在高温环境下可能出现的结构损坏，从而为高性能无机材料与柔性衬底的结合提供了可复制的技术路径。为进一步提升材料转移后的界面性能，研究人员结合有限元仿真与实验验证手段，精心设计并构建了GeO2/Ta2O5/MnCo2O4异质界面结构，实现了对界面行为的精准调控。这一结构有效抑制了界面元素的扩散以及热应力的失配，显著增强了器件的结构稳定性和使用可靠性。
基于该转移策略与界面结构优化，新型超薄传感器在综合性能方面表现出色：其电阻温度系数（TCR）达到-4.1%/℃，响应时间缩短至192毫秒，即使在反复弯折和经历热冲击的情况下，也能保持稳定工作。
这项研究不仅推动了超薄柔性温度传感器整体性能的提升，也为未来电子皮肤、可穿戴智能设备等柔性传感系统的开发提供了关键技术支撑。
研究成果以“Water-Soluble GeO2-Transferred Ultrathin PI/MnCo2O4/Ta2O5 Heterostructures for High-Sensitivity Flexible Temperature Sensors with Extreme Stability”为题，发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》。该项目获得了国家重点研发计划、新疆维吾尔自治区自然科学基金以及“天山英才”培养计划等多方资助。
论文链接
PI/MnCo2O4/Ta2O5柔性温度传感器