西安交通大学邵金友教授、李祥明教授团队AFM：高稳定性的多向弯曲传感器

主要观点总结

本文介绍了西安交通大学邵金友教授、李祥明教授团队研发的一种新型一体化压电式多向弯曲传感器。该传感器采用双层交叉的3D结构叉指微电极（Ag纳米线）嵌入压电聚合物薄膜中，具有高各向异性系数和显著的界面力学性能。其至少抗拉强度达到51 MPa，抗剪强度达到28 MPa，界面韧性达到300 J m−2，相比传统器件有近两个数量级的提高。该传感器在高达160万次的弯曲循环中显示出稳定的压电输出，并可以远程控制智能小车的多向运动，具有巨大的应用潜力。相关成果已发表在《Advanced Functional Materials》上。

关键观点总结

关键观点1: 新型一体化压电式多向弯曲传感器的设计

该传感器采用双层交叉的3D结构叉指微电极（Ag纳米线）嵌入压电聚合物薄膜中，实现了高各向异性系数，对不同的弯曲方向更加敏感。

关键观点2: 传感器的界面力学性能提升

传感器内部形成的均质互联界面和非均质微互锁界面显著提高了传感器的界面力学性能，包括抗拉强度、抗剪强度和界面韧性，相比传统器件有近两个数量级的提高。

关键观点3: 传感器的稳定性与长期耐用性

一体化压电式多向弯曲传感器在高达160万次的弯曲循环中显示出稳定的压电输出，表明其拥有突破性的稳定性和长期耐用性。

关键观点4: 传感器的应用潜力

该传感器可以远程控制智能小车的多向运动，在实际应用中显示出巨大的潜力。

关键观点5: 研究成果的发表与认可

相关研究成果已发表在《Advanced Functional Materials》上，由西安交通大学邵金友教授、李祥明教授团队共同完成。

文章预览

柔性弯曲传感器是柔性/可穿戴电子产品的关键器件，然而在实际应用中一直存在两个致命的难题，难以感知不同的弯曲方向以及长周期弯曲循环中表现出显著的输出衰减。引入新型的器件设计策略以实现多向弯曲传感器的高各向异性和鲁棒性对实现器件的广泛应用至关重要。 图1 一体化压电式多向弯曲传感器的设计及传感机理 近期， 西安交通大学 邵金友教授 、 李祥明教授 团队 提出了一种新型的一体化压电式弯曲传感器，该传感器将双层交叉的3D结构叉指微电极( Ag纳米线)嵌入压电聚合物薄膜( (P(VDF-TrFE))中 。有嵌入的3D结构微电极的压电薄膜获得了基于双压电模式( d 31 和 d 33 )的高各向异性系数，使其对不同的弯曲方向更加敏感。更重要的是，传感器内部形成的均质互联界面和非均质微互锁界面显著提高了传感器的界面力学性能，其至少抗拉强 ………………………………