突破工艺限制 超薄柔性温度传感器研发取得关键进展
在电子皮肤、可穿戴设备与柔性机器人感知系统中，超薄柔性温度传感器的开发一直是关键技术挑战。这类器件的高性能依赖于材料的高灵敏度与结构的柔韧性，但传统制造工艺中，高温处理敏感材料的要求与柔性基底的热稳定性之间存在明显矛盾，限制了器件在超薄形态下的性能表现。
为突破这一瓶颈，中国科学院新疆理化技术研究所的研究团队提出了一种创新性的“水溶性牺牲层辅助转移”技术路径，成功制备出厚度仅为40微米的柔性温度传感器。该技术通过将高温敏感材料的制备与柔性基底的集成过程分步实施，有效解决了工艺兼容性问题。
研究团队在器件设计中特别关注了界面性能的优化。为确保材料转移后的结构稳定性，研究人员结合有限元仿真与实验分析，构建了GeO2/Ta2O5/MnCo2O4异质界面。该结构在抑制界面元素扩散和热应力失配方面表现出色，从而显著提升了传感器的结构完整性与长期工作可靠性。
实验结果表明，该传感器在保持超薄形态的同时，具备出色的温度响应特性：其电阻温度系数（TCR）达到-4.1%/℃，响应时间仅为192毫秒，并能在反复弯曲及热冲击条件下稳定运行。这些指标表明其在柔性电子系统中具有广泛的应用潜力。
这项研究不仅推动了超薄柔性温度传感器性能的提升，也为未来可穿戴医疗设备、智能电子皮肤、柔性机器人等领域的技术进步奠定了基础。
相关成果以《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》。研究工作获得国家重点研发计划、新疆维吾尔自治区自然科学基金及“天山英才”人才计划等支持。
PI/MnCo2O4/Ta2O5柔性温度传感器结构示意图