超薄柔性温度传感器研究取得关键技术突破
柔性电子系统，特别是应用于智能医疗与机器人感知领域的温度传感器，对器件厚度提出了更高的要求。实现传感器的超薄化，不仅有助于提升设备与人体或复杂曲面之间的贴合度，也是推动集成化发展的关键。然而，当前技术面临一个核心挑战：高灵敏度通常依赖于高温材料加工工艺，而柔性基材往往难以承受高温，导致在实现超薄结构的同时，难以兼顾灵敏度、柔韧性和长期可靠性。
针对这一难题，中国科学院新疆理化技术研究所的研究团队近期取得了突破性进展。通过引入“水溶性牺牲层辅助转移”技术，该团队成功实现了高性能敏感材料与柔性基底的工艺兼容，成功制备出厚度仅为40微米的柔性温度传感器。
该方法的核心在于分阶段处理敏感材料的制备与柔性器件的构建。高温处理步骤在刚性基底上完成，而器件的最终转移则借助水溶性层实现，避免了高温对柔性衬底的破坏。这种策略不仅保留了高温材料的优良性能，也为无机敏感材料与有机柔性基底的结合提供了可行的技术路径。
为提升材料转移后的界面稳定性，研究团队引入了GeO2/Ta2O5/MnCo2O4异质结界面结构。借助有限元仿真与实验验证，该结构有效抑制了热应力失配和元素扩散，从而显著增强了器件的结构稳定性和使用寿命。基于这种设计的超薄传感器表现出突出的性能特征：其温度响应系数（TCR）达到-4.1% /℃，响应速度低至192ms，即便在多次弯折和热冲击条件下，仍能稳定运行。
这项研究成果不仅提升了柔性温度传感器的综合性能，更为未来电子皮肤、可穿戴电子设备以及柔性传感系统的发展奠定了关键的技术基础。
相关研究以《Water-Soluble GeO2-Transferred Ultrathin PI/MnCo2O4/Ta2O5 Heterostructures for High-Sensitivity Flexible Temperature Sensors with Extreme Stability》为题，发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。项目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及“天山英才”人才培养计划的共同支持。
PI/MnCo2O4/Ta2O5柔性温度传感器结构示意图