超薄柔性温度传感器研究取得关键技术突破
在智能医疗和机器人感知系统中，柔性温度传感器的超薄化设计是实现紧密贴合与高度集成的关键因素。然而，该类传感器的开发长期受到技术瓶颈的限制：为获得高灵敏度，通常需要高温材料处理工艺，但柔性基材却难以承受高温，导致在超薄结构下难以实现灵敏度、柔韧性和稳定性的同步优化。
近期，中国科学院新疆理化技术研究所的研究团队在超薄温度传感器领域取得重要进展。他们提出了一种“水溶性牺牲层辅助转移”的创新方法，成功解决了高性能敏感材料与柔性基底之间工艺不兼容的问题，成功制备出总厚度仅为40微米的柔性温度传感器。
该技术的核心在于将敏感材料的高温加工步骤与器件在柔性基底上的构建过程分离进行。这一策略确保了无机敏感材料所需的高温退火条件，同时保护了柔性衬底免受高温损害，为实现高性能材料与柔性结构的集成提供了可行的技术路径。为了提升材料转移后的界面稳定性，研究团队结合有限元仿真与实验验证，设计并构建了GeO₂/Ta₂O₅/MnCo₂O₄异质界面结构，实现了对界面性能的精确调控。该结构有效减少了界面元素的扩散和热应力失配，从而显著增强了器件的结构完整性和工作可靠性。
得益于上述创新转移策略与界面设计，该传感器表现出卓越的整体性能：其电阻温度系数（TCR）高达-4.1%/℃，响应时间仅为192毫秒。即使在反复弯折与热冲击条件下，传感器仍能保持稳定运行。
该研究成果不仅在提升柔性温度传感器性能方面取得了显著进展，也为电子皮肤、可穿戴设备等柔性智能感知系统的进一步发展提供了关键技术支撑。
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，发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上。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及“天山英才”人才计划的支持。
PI/MnCo₂O₄/Ta₂O₅柔性温度传感器结构示意图