隨著可穿戴電子設(shè)備的普及，現(xiàn)階段的傳感器已經(jīng)有了新一輪的革新，傳感器會趨向于智能化和數(shù)字化，并且有自己的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

產(chǎn)品技術(shù)的突破性進展，應(yīng)用場景的持續(xù)深入，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺，上下游市場需求的不斷提升，都推動著傳感器產(chǎn)業(yè)日益走向成熟，這或許就是智能傳感器被稱為21世界極具影響力的高新技術(shù)的原因。

       現(xiàn)階段的可穿戴電子設(shè)備不斷的進行技術(shù)突破和創(chuàng)新，傳感器的發(fā)展方向開始偏向智能，同時加之政策對高科技的支持，

　　目前傳感器類型很多，包括感知壓力的蘋果手機3D touch，察覺手指懸停的三星AirView，也有可折疊、透明和拉伸的傳感器，但他們的成果集多種傳感器功能于一身，以凝膠和硅樹脂為原材料，工藝簡單、造價低廉且容易獲得，易于規(guī)模化生產(chǎn)，每平方米成本僅數(shù)美元。其延展性強，適用于房間內(nèi)壁的任何表面或可穿戴設(shè)備，亦可作為機器人的“皮膚”，使機器人檢測到人類存在并且足夠“柔軟”，使人-機交互環(huán)境更加安全。

　　柔性可穿戴電子傳感器解決了傳感器的小型化 、集成化 、智能化發(fā)展問題，這些新型柔性傳感器在電子皮膚 、生物醫(yī)藥、可穿戴電子產(chǎn)品和航空航天中有重要作用。

　　柔性可穿戴電子傳感器的轉(zhuǎn)換機制

　　有效地將外部刺激轉(zhuǎn)化為電信號是柔性可穿戴電子傳感器監(jiān)測身體健康狀況的關(guān)鍵技術(shù)。柔性可穿戴電子傳感器的信號轉(zhuǎn)換機制主要分為壓阻、電容和壓電三大部分。

　　1，壓阻

　　壓阻傳感器可以將外力轉(zhuǎn)換成電阻的變化(與施加壓力的平方根成正比)，進而可以方便地用電學(xué)測試系統(tǒng)間接探測外力變化。而導(dǎo)電物質(zhì)間導(dǎo)電路徑的變化是獲得壓阻傳感信號的常見機理。由于其簡單的設(shè)備和信號讀出機制，這類傳感器得到廣泛應(yīng)用。程文龍等發(fā)展了一種簡單實用的高靈敏壓阻傳感器，其在彈性基底上構(gòu)筑了金納米線薄層和電極陣列。這種器件具有 13～50000 Pa寬的檢測范圍。為了增強靈敏性，實現(xiàn)對接觸力的掃描，鮑哲楠等利用具有錐狀微結(jié)構(gòu)的壓阻傳感器制備了一種可以向大腦傳遞觸覺信息的電子皮膚。

　　2，電容

　　容是衡量平行板間容納電荷能力的物理量。傳統(tǒng)的電容傳感器通過改變正對面積s和平行板間距d來探測不同的力,例如壓力，剪切力等。電容式傳感器的主要優(yōu)勢在于其對力的敏感性強,可以實現(xiàn)低能耗檢測微小的靜態(tài)力。鮑哲楠等在彈性基底上制備了電容型透明可拉伸的碳納米管傳感器,對壓力和拉力同時有響應(yīng)。

　　3，壓電

　　壓電材料是指在機械壓力下可以產(chǎn)生電荷的特殊材料。這種壓電特性是由存在的電偶極矩導(dǎo)致的。 電偶極矩的獲得是靠取向的非中心對稱晶體結(jié)構(gòu)變形，或者孔中持續(xù)存在電荷的多孔駐極體。壓電系數(shù)是衡量壓電材料能量轉(zhuǎn)換效率的物理量，壓電系數(shù)越高，能量轉(zhuǎn)換的效率就越高。高靈敏，快速響應(yīng)和高壓電系數(shù)的壓電材料被廣泛應(yīng)用于將壓力轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。

　　柔性可穿戴電子傳感器科技研究的新動態(tài)

　　1，基于平面型微型超級電容器的芯片式紙基集成器件

　　平面型微型超級電容器(MSC)作為一種新型的微型電化學(xué)儲能器件，與傳統(tǒng)的夾層式固態(tài)超級電容器相比，其突出優(yōu)點是能夠容易地與傳感器及其它電子器件進行有效的集成。而柔性傳感器由于能被穿戴或者植入人體并能夠檢測周圍環(huán)境信息而在醫(yī)療健康領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。

　　來自中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實驗室的閻興斌研究員(通訊作者)等通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)在濾紙表面形成了金屬Ni叉指化集流體，并結(jié)合后續(xù)的電鍍技術(shù)增強了集流體的導(dǎo)電性，同時抑制了金屬Ni在紙基表面的擴散，形成了分辨率較高的圖案化集流體。在Ni表面通過電化學(xué)沉積MnO2或者聚吡咯(PPy)活性材料，并滴凃凝膠電解質(zhì)，構(gòu)筑了基于MnO2的對稱性超級電容器以及基于MnO2和PPy的非對稱超級電容器。

　　2，高度靈敏的柔性電容傳感器

　　近日，美國哈佛大學(xué)Conor J. Walsh課題組制備出一種高度靈敏的柔性電容傳感器，發(fā)表在Advanced Materials Technologies的“Batch Fabrication of Customizable Silicone-Textile Composite Capacitive Strain Sensors for Human Motion Tracking”的文章。該研究團隊將導(dǎo)電針織物與硅膠結(jié)合在一起，以基于批量層的生產(chǎn)方法制造我們的傳感器。將硅氧烷膜作為電介質(zhì)層澆鑄固化。然后通過施加較薄的硅樹脂鑄件將導(dǎo)電織物粘附到每個表面上，通過輥施加壓力將織物施加在表面上產(chǎn)生了完整的傳感器片，然后可以使用激光精確地切割任意形狀的傳感器。另一個優(yōu)點是從相同的片材切割出的相同的傳感器可以具有一致的基線電容值。激光切割工藝還在導(dǎo)電織物邊緣處引導(dǎo)纖維，防止電極短路。

　　3，新型柔性傳感器

　　加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)開發(fā)出一種新型柔性傳感器，可滿足未來折疊裝置對傳感器的要求。這種傳感器是在硅膠層之間夾上一種高導(dǎo)電凝膠，硅膠層可檢測到不同類型的觸摸，包括滑動和敲擊，并且可以拉伸、折疊或彎曲。

　　未來，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，以及柔性基質(zhì)材料的發(fā)展，將會有更多種類的柔性傳感器被開發(fā)出來，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。作為核心部件之一的柔性可穿戴電子傳感器，以其裝置的寬量程靈敏度、響應(yīng)時間、便攜性、使用舒適性和多功能集成等特點已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點，激發(fā)了國內(nèi)外研究人員對柔性可穿戴電子傳感器的研究和開發(fā)。

　　可穿戴智能設(shè)備在這幾年發(fā)展迅速，而伴隨柔性材料的不斷發(fā)展，可穿戴智能設(shè)備的市場會不斷擴大。