新型超薄柔性温度传感器研究取得突破
在电子皮肤、可穿戴设备以及智能机器人等领域，柔性温度传感器的性能直接关系到系统的感知精度与应用广度。其中，实现器件的超薄化是提升其与人体或表面贴合度及集成能力的关键。然而，当前的研发面临一个技术挑战：为了获得高灵敏度，通常需要采用高温工艺，而常用的柔性基底材料往往难以承受此类高温处理，导致在追求超薄结构的同时，难以兼顾高性能与结构稳定性。
近日，中国科学院新疆理化技术研究所的研究人员在超薄柔性温度传感器领域取得了重要进展。他们采用“水溶性牺牲层辅助转移”技术，成功实现了高温工艺制备的高性能敏感材料与柔性基底之间的兼容，从而制备出厚度仅为40微米的超薄柔性温度传感器。
该方案的核心在于将敏感材料的高温制备过程与柔性基底上的器件组装过程分离处理。这一策略既确保了敏感材料在高温下能够达到理想性能，又有效避免了柔性基底在高温下发生结构损伤，从而为高性能无机材料与柔性衬底的结合提供了可行的工程路径。为了进一步优化材料转移后的界面质量，研究团队通过有限元仿真和实验测试，设计了一种GeO2/Ta2O5/MnCo2O4异质界面结构，实现了对界面热应力和元素扩散的有效控制，从而显著提升了器件的稳定性与机械完整性。
基于这种转移策略与界面设计，该传感器表现出优异的温度响应性能：其电阻温度系数（TCR）达到-4.1%/℃，响应时间仅为192毫秒，并在多次弯折及热循环测试中仍能保持良好性能，显示出良好的结构耐久性。
此项技术的突破不仅在柔性温度传感器领域具有重要价值，也为未来柔性智能感知系统的发展奠定了坚实基础，特别是在电子皮肤、可穿戴医疗设备等应用方向上。
相关研究成果以“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》。本研究得到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”人才培养计划等项目的资助。