薄膜与织物：柔性压力传感器的两大“黑科技”

科普知识 | 薄膜与织物：柔性压力传感器的两大“黑科技”

埔慧君HYPERLINK javascript:void(0); normalLink埔慧科技

在科技飞速发展的当下，柔性传感器正悄然走进我们的生活，以其独特的性能改变着诸多领域。与传统硅基传感器相比，柔性压力传感器因具有良好的弹性和柔性，能够与应用表面保形贴合，在曲面上可捕获高质量的压力信号，具备良好的传感性能。

不同类型的柔性传感器尽管工作原理不同，但都是由柔性基底、活性材料以及导电电极组成。柔性基底使柔性压力传感器具有一定的柔性与应变能力，从而充分贴合不规则表面，获取保真压力信号。轻薄、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质是柔性基底的关键指标。

埔慧科技微结构型柔性触觉传感器结构示意图

常见的柔性材料包括聚乙烯醇（PVA）、聚酯（PET） 、聚酰亚胺（PI） 、聚萘二甲酯乙二醇酯（PEN）、纸片、纺织材料等 。总体来说，柔性基底可分为弹性薄膜与弹性织物两大类。

薄膜柔性传感器：从实验室走向生活

早期的薄膜传感器主要基于传统的半导体材料，但随着碳纳米管、石墨烯等新型材料的出现，薄膜传感器的性能得到了极大提升。薄膜基材料具有质量轻、贴合度好和异物感小的特点，如今，薄膜柔性压力传感器拥有极高的灵敏度，能够精准检测到极其细微的物理量变化。

薄膜柔性传感器已经广泛应用于各种领域。

埔慧科技压力分布检测系统采用高精度柔性薄膜技术，可实现宽量程、高频率的压力分布动态捕捉。

在工业领域，可用于晶圆抛光研磨机抛光头平整度检测、实时监控机械臂抓取力度、半导体封装压力分布等；汽车行业应用于电池模组装配检测、座椅压力优化等；医疗场景中助力假肢接触面优化、手术机器人触觉反馈等。目标客户覆盖汽车制造、消费电子、精密设备及康复医疗企业等，为生产过程提供可视化质量管控方案。

织物柔性传感器：传统与现代的融合

织物柔性传感器的发展则是将古老的纺织工艺与现代科技相结合，通过将传感与纺织结合，透气性能强，有着优秀的传感性能和舒适性。

早期，研究人员尝试将导电纤维引入传统织物中，赋予织物新的功能。随着研究的深入，不同类型的功能性织物传感器不断涌现，织物柔性传感器经历了质的飞跃。

部分纺织基压阻式传感器原理和结构示意

织物柔性传感器的优势十分显著。首先，它具有良好的柔韧性和可穿戴性。由于其材质与传统织物相近，穿着起来舒适自在，贴合人体曲线，不会给使用者带来任何束缚感，这一特性使其在可穿戴设备领域极具潜力。此外，织物柔性传感器还具有较好的耐久性，经过多次洗涤、拉伸后，依然能保持其性能稳定，满足日常使用需求。

埔慧科技自主研发的织物压力分布传感器将压敏层、电极层与全柔纺织基材深度融合，突破性地实现了传感器高柔顺性、耐弯折性、高灵敏度、高稳定性等优良特性。

在智能穿戴领域，可嵌入穿戴产品中实现触觉感知、压力分布、生命体征信号的监测；在医疗养老领域，可运用于智能床垫实现生命体征信号监测、压疮预警等功能；在智能家居领域，可用于人体工效学场景实现沙发座椅等产品的压力分布评估。

未来可期

薄膜和织物柔性传感器凭借各自的优势，在医疗、电子、运动、环保等众多领域展现出广阔的应用前景。随着科技的不断进步，柔性传感器将持续创新发展，为我们的生活带来更多惊喜与便利，让我们的世界变得更加智能、美好。

参考文献：

[1] 宿荣芳,文心仪,王俊,等.智能可穿戴柔性压力传感器的研究进展[J].材料工程,2024,52(8):98-108.

[2] 李坤.微结构型柔性触觉传感器界面与器件性能关系[D].中国科学技术大学,2024.

[3] 佘明华,徐瑞东,韦继超,等.纺织基柔性触觉传感器及可穿戴应用进展[J].丝绸,2023,60(03):60-72.

[4] 周昭,高国伟.触觉传感器的柔性化方法及其应用研究综述[J].传感器与微系统,2024,43(07):6-10.

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 埔慧科技柔性触觉传感器 

灵 敏

响应点低至20Pa，可检测到脉搏波等微小信号

稳 定

经1000万次耐久性循环，测试变化量小于5%

精 准

尺度机理模型分析，精准误差小于3%