超薄柔性温度传感器关键技术取得突破性进展
在柔性电子和智能感知领域，实现高灵敏度与超薄化并存的温度传感器，是推动智能医疗、电子皮肤和可穿戴设备发展的关键技术之一。然而，该类器件的研发长期受限于材料工艺与结构设计的矛盾。一方面，实现高灵敏度往往依赖高温工艺，但另一方面，柔性基底材料却难以承受高温处理，这种不匹配导致了器件在追求超薄结构的同时，难以兼顾性能稳定性与机械柔性。
中国科学院新疆理化技术研究所近期在该领域取得重要突破。研究人员创新性地采用“水溶性牺牲层辅助转移”工艺，成功实现高性能敏感材料与柔性基底的兼容集成，制备出总厚度仅为40微米的超薄柔性温度传感器。
该策略的核心在于将敏感材料的高温制备过程与柔性器件的构筑步骤解耦。研究人员首先在耐高温的硬质衬底上完成材料的制备，随后借助水溶性GeO₂层作为牺牲层，将材料结构完整转移至柔性基底上。这不仅有效保护了柔性基底免受高温损伤，也确保了敏感材料的性能不受影响。为提升材料转移后的界面质量，团队通过有限元仿真与实验验证，构建了GeO₂/Ta₂O₅/MnCo₂O₄异质界面结构，实现了对界面性能的精确控制。该结构有效抑制了热应力失配和元素扩散，从而显著提升了器件的结构稳定性与长期工作可靠性。
基于上述技术路径，所开发的超薄传感器表现出优异的综合性能。其电阻温度系数（TCR）达到-4.1%/℃，响应时间仅192毫秒，并在多次弯折与极端热冲击条件下仍能稳定运行，展现出出色的柔韧性与环境适应性。
该研究成果为高灵敏、超薄柔性温度传感器的发展提供了新的技术方向，也为下一代智能感知系统，如电子皮肤和柔性可穿戴设备的产业化提供了关键支撑。
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，发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》。研究工作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”培养计划等项目的支持。
图：PI/MnCo₂O₄/Ta₂O₅柔性温度传感器结构示意图及器件实物图