Microstructure-sensitized capacitive flexible pressure sensor based on near-field electrostatic spinning

在介电层中构建微纳结构是提高电容式柔性压力传感器性能的主要研究方法之一, 然而增敏微纳结构制备需要复杂的工艺与昂贵的仪器, 极大增加了制造的难度与成本. 本文基于近场静电纺丝技术(NFES), 制作了高纵横比双向线性凸起微结构阵列和具有孔隙结构的PVA纤维膜, 用于电容式柔性压力传感器增敏层. 结果表明: 基于双向线性凸起微结构阵列与PVA纤维膜复合介电层的电容式柔性压力传感器具有以下特点: 高灵敏度(0. 64 kPa⁻¹ /0-1.5 kPa)、低检测极限(≈60 Pa)、良好的稳定性(5000次的循环后, ΔC/C0相对标准偏差变化<0.05). 最后将电容式柔性压力传感器应用于人体健康检测和人机交互领域, 用于检测呼吸强度、咳嗽频率等生理信号以及手指运动产生的莫斯代码、点击鼠标等动作. 本文利用近场静电纺丝工艺以简单、高效、低成本的方式制造了微结构增敏电容式柔性压力传感器, 有望用于可穿戴电子与人机交互界面信息检测.