柔性壓阻式壓力傳感器應用與展望

汪 康，喻 研

(華中科技大學 光學與電子信息學院，武漢 430000)

0 引言

相比于硅基傳感器而言，柔性傳感器由于機械靈活性、質量輕和可穿戴的優點而受到人們的青睞，除了能夠檢測常見的物理信號：聲學信號[1]、光學信號[2]、熱學信號[3]、力學信號[4]，還能夠對化學信號進行檢測，如葡萄糖[5]、pH[6]、汗液[7]、氣體[8]等。自然界中的任何動作都伴隨著力的作用，因此柔性傳感器對壓力的檢測最為廣泛。許多原理已經被用來解釋柔性傳感器對壓力的檢測，包括壓阻式[9-10]、電容式[11-12]、壓電式[13-14]、摩擦電式[15-16]、晶體管[17-18]、光纖[19-20]。其中柔性壓阻式壓力傳感器只需要考慮襯底材料與導電材料間的相互融合，同時可以通過設計各種微結構提升傳感器的靈敏度，并且其結構簡單、易于制備、成本低，在生活、工業、醫療等方面被廣泛使用。易彎曲是柔性壓阻式壓力傳感器的典型特征，它可以在彎曲或拉伸狀態下保持傳感器優異的性能，這決定了它在可穿戴設備中的應用潛能，貼在人的身體表面通過電學信號傳遞身體內部信號用以健康監測[21-24]。除了與人體相兼容獲取健康狀態信息，柔性壓阻式壓力傳感器還可以作用在機器人表面模仿真實皮膚賦予機器人觸覺感知能力[25-27]。同時物聯網技術與人工智能的飛速發展加大了柔性壓阻式壓力傳感器在工業領域的需求，使其通過力學信號感知-電學信號處理-力學信號反饋實現對設備的監測和精準控制[28]。

靈敏度是衡量傳感器性能的一個重要參數，科研人員致力于通過結構設計不斷提升柔性壓阻式壓力傳感器靈敏度實現小壓力檢測[29-31]。盡管相關研究工作已經取得較大進展，然而傳感器在實際應用時仍面臨著許多挑戰，例如小型化、抗干擾能力、耐久性、生物兼容性、透氣性、信號的傳輸與處理和低成本大規模制備等。本文首先在第一節中，對柔性壓阻式壓力傳感器的常見應用進行歸納；在第二節中對柔性壓阻式壓力傳感器的未來發展方向進行展望，在提升傳感器性能的同時需要考慮到實際應用；最后對本文工作進行總結，表明柔性壓阻式壓力傳感器從制備到應用是多學科交叉的結果。

1 應用

柔性壓力傳感器的應用包括健康監測、植入式醫療、觸覺感知和形狀識別，但考慮到傳感器植入到人體內部時電源供給困難，植入式醫療傳感器理想情況下是從周圍環境中獲取能量，大多都是基于壓電材料和摩擦電材料實現壓力感知[32-35]，因此本節主要介紹柔性壓阻式壓力傳感器在健康監測、觸覺感知以及形狀識別上的應用場景。

1.1 健康監測

人的皮膚是柔軟有彈性的，柔性傳感器由于其柔韌性和可拉伸性能夠與人體皮膚相兼容，一個典型應用就是作為可穿戴器件貼在皮膚表面用以健康監測，如呼吸、脈搏、血壓、發音以及肢體運動等。

對壓力的檢測中，表皮的振動信號是極其微弱的，需要傳感器具備高的靈敏度。為了實現對微弱信號的檢測，Wu等[36]通過激光刻劃石墨烯在Eco-flex襯底上制備了高靈敏度寬檢測范圍的壓力傳感器并展示其對生理信號的檢測：在70 kPa-1范圍內靈敏度高達67.43 kPa-1，檢測范圍達到200 kPa。該傳感器有類似三極管信號放大的功能，如圖1(a)所示，將壓力傳感器貼在手腕處，通過外力調控能夠將脈沖信號放大，圖1(b)展示了外力調整下輸出的脈沖波形，對應的單周期波形如圖1(c)所示，可以看見傳感器能夠區分“S”、“P”、“T”和“D”特征峰。由于傳感器的高靈敏度，使其同時能夠對頸動脈(CA)、肱動脈(BA)、橈動脈(RA)和足背動脈(DPA)的血壓波形進行采集。

圖1 高靈敏度壓力傳感器檢測生理信號：(a) 通過外界壓力調節傳感器靈敏度；(b) 不同壓力下的脈沖波；(c) 單周期脈沖波；(d) 頸動脈、肱動脈、橈動脈、背動脈血壓采集[36]Fig. 1 High sensitivity pressure sensor detects physiological signal: (a) Schematic diagram of sensitivity adjustable by external pressure; (b) Pulse waves at different pressure; (c) The single period pulse wave; (d) Blood pressure waveforms and values collected at the carotid artery (CA), brachial artery (BA), radial artery (RA), and dorsalis pedis artery (DPA)[36]

Tang等[37]將可控石墨烯納米片與褶皺聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)彈性體相結合開發出一種高靈敏度低成本的柔性壓阻式壓力傳感器，將傳感器貼在手腕處能夠檢測到腕部脈沖信號。同時將傳感器貼在喉嚨處測試聲帶振動，能夠對 “Hello”和“Senor”發音有不同的電流輸出，這是發音使傳感器發生形變引起電阻變化的結果，然而該器件不能判斷出具體發音。為了幫助發音困難的患者開口“講話”，Wei等[38]研發出一種可穿戴超高靈敏度石墨烯人工喉，如圖2所示，通過構建雙模系統能夠對喉嚨輕微運動和真正發音進行區分，不同的發音產生不同的電阻變化，電阻變化經過信號放大轉化為電壓變化驅動聲音發射器發出聲音。

圖2 石墨烯人工喉嚨：(a) 聲音檢測和發射裝置；(b) 石墨烯聲探測系統的聲響應；(c) 不說話、正常話、僅喉部運動和張閉嘴時不同的輸出波形[38]Fig. 2 Graphene artificial throat: (a) Device for sound detection and transmission; (b) Acoustic response of graphene sound detection system; (c) Device for sound detection and transmission; (d) Different output waveforms when no speaking, normal speaking, laryngeal movement and opening or closing mouth[38]

壓力傳感器也經常用來檢測肢體運動，Yu[29]等通過在三維網狀熱塑性彈性襯底(TPE)嵌入碳納米管(CNTs)制備壓力傳感器，傳感器在拉伸和壓縮下具有優異的綜合性能。如圖3所示，當面部作出不同的表情如微笑和大笑時傳感器能夠產生不同的輸出信號，將傳感器安裝在肘部時，傳感器電阻隨著肘部運動幅度的增加而顯著增加，表明傳感器在肢體運動檢測上具有潛在應用。然而肢體運動往往伴隨著大幅度的應變，運動恢復后傳感器能否回到初始狀態以及重復性運動后對傳感器穩定性的檢測也是有必要的。

圖3 壓力傳感器檢測肢體運動：(a) 將傳感器貼在面部檢測面部表情；(b) 不同面部表情時傳感器的輸出； (c) 不同肢體動作時傳感器的輸出[29]Fig. 3 Pressure sensor detect body movements: (a) Photograph of the sensor attached to a face; (b) Output of the sensor for different facial expressions; (c) Output of the sensor for different body movements[29]

1.2 觸覺感知

假肢雖然給予患者一定的行動能力，但缺乏皮膚的真實感，最典型的就是無法接受外界的觸覺信號。觸覺的缺失使患者無法對危險信號做出判別，同時會對心靈造成創傷，柔性壓力傳感器有望讓假肢患者恢復觸覺。如圖4(a)所示，Chen等[39]將壓力傳感器貼在機械手上，機械手與電機連接，在機械手前方懸掛一個乒乓球，機械手往前移動碰到乒乓球后接收到觸覺信號，電流迅速增加，超過電機閾值電流則機械手停止前進并后退，此時乒乓球并未發生移動，表明機械手能夠對微小力進行響應。傳感器對應輸出如圖4(b)所示，可以看見傳感器具有良好的響應時間與可重復性。這雖然賦予了機械手對觸覺信號的感知能力，然而如何將觸覺信號通過傳輸、處理傳遞到大腦仍面臨著挑戰。

圖4 壓力刺激調整機械手運動：(a) 懸掛乒乓球與帶有壓力傳感器的機械手圖片; (b) 機械手碰到乒乓球電流響應[39]Fig. 4 Pressure stimulation adjusts manipulator motion: (a) Photograph of hanging table tennis with and manipulator with pressure sensor; (b) Current response of the sensor when manipulator encounters the table tennis[39]

在工業機器人領域，機械手抓取物體時需要調節抓取力的大小做到精準抓取。如圖5(a)所示，Sun等[28]在機械手上安裝兩個壓力傳感器，分別展示了抓取5 g和50 g不同質量物體時的應用場景。輸出結果對應圖5(b)和5(c)，可以看出抓取50 g物體時所需要的抓取力明顯大于5 g，傳感器在抓取和釋放過程中很快得到力的反饋，并且釋放后能夠回到初始狀態，機械手可以借助傳感器調整抓取力的大小抓取不同質量的物體。

圖5 壓力刺激調整機械手抓取力大?。?(a) 安裝兩個壓力傳感器的機械手; (b-c) 抓取再釋放5 g和50 g物體時傳感器的輸出[28]Fig. 5 Pressure stimulation adjusts the grasping force of the manipulator: (a) Photograph of the manipulator with two pressure sensors; (b-c) Output of the sensor when grabbing and releasing 5 g and 50 g objects[28]

柔性壓力傳感器在生活娛樂中也能發揮作用。Kim等[22]將13個壓力傳感器嵌入鍵盤模仿柔性鋼琴墊，如圖6(a)所示，鋼琴墊具有良好的柔韌性并且對彎曲不敏感。通過手指按壓鋼琴墊改變負載電阻的大小調節電壓，當電壓超過閾值電壓時鋼琴墊將曲線斜率轉化為音量輸出(圖6(b))。圖6(c)展示了音量與壓速的關系，音量隨著壓速的增加而增加，并且可以同時按壓不同鍵實現不同音符的播放。

圖6 壓力傳感器在柔性鋼琴墊中的應用：(a) 柔性鋼琴墊實物圖; (b) 將傳感器信號轉為音量的方法; (c) 輸出音量隨著壓速的增加而增加[22]Fig. 6 Flexible piano pad based on flexible pressure sensors：(a) Photograph of the flexible piano pad with good flexibility; (b) The method of converting sensor signal to volume; (c) The output volume increases as the pressure rate increases[22]

1.3 形狀識別

人的皮膚除了能夠感受觸覺信號外，還能判斷受力區域以及識別施力物體形狀，這是因為皮膚內存在豐富的敏感神經細胞。為了模仿真實皮膚，科研人員通常將壓力傳感器集成陣列的形式協同工作來識別物體形狀。

Chen等[40]通過絲網印刷在印刷紙上集成4×4導電銀漿電極矩陣，接著將碳化縐紙作為壓力傳感器敏感層與導電銀漿結合并用聚酰亞胺(PI)膠帶封裝。如圖7所示，在傳感器陣列上放置鑰匙一樣不規則物體，通過對應位置顏色變化模仿鑰匙物體形狀。同時傳感器還能對受力位置進行區分，將兩個不同質量的砝碼放置在傳感器陣列上，可以看見傳感器在受力區域有明顯的電阻變化。然而該4×4傳感器陣列具有較大尺寸，每個敏感單元寬度為10 mm，一共有17個輸出端口。

圖7 傳感器陣列對施力物體形狀識別以及受力區域區分：(a) 一個鑰匙放置在傳感器陣列上；(b) 通過顏色識別鑰匙的形狀；(c) 兩個不同質量的砝碼放置在傳感器陣列上；(d) 放置砝碼時傳感器電流變化三維柱狀圖[40]Fig. 7 Sensor array recognize the shape of the applied object and distinguish the force area: (a) A key is placed on the sensor array; (b) Recognize the key shapes by color; (c) Two weights of different masses are placed on the sensor array; (d) Three-dimensional bar diagram of sensor current change with weight placement[40]

小型化是傳感器陣列的一個發展趨勢，人類身體觸覺傳感密度一般每平方厘米有30～40個敏感元素[41]，當敏感元素間的距離變小時，電極制備會變得困難。為了解決這一問題，科研人員通常采用上下電極、中間敏感層的三明治結構，同時這種結構還可以減少輸出端口的數目。He等[42]研發了一種8×8傳感器陣列，如圖8(a)所示，傳感器陣列邊長小于14.52 mm，封裝邊長小于20.54 mm。將傳感器放在純的光滑凝膠以及中間有異物的凝膠上并施加相同的壓力，輸出結果如圖8(b)和8(c)所示，傳感器放在表面有異物的凝膠上時，中心受到壓力大于邊緣壓力，如同皮膚觸摸到異物，這對腫瘤的檢測有重大意義。

圖8 傳感器陣列小型化：(a) 8×8傳感器陣列; (b-c) 將傳感器放在光滑凝膠和中間有異物凝膠上的輸出[42]Fig. 8 Seneor array miniaturization: (a) Photograph of 8×8 sensor array; (b-c) Sensor outputs when placed on smooth gel and gel with foreign bodies in the middle[42]

傳感器陣列元素小型化有助于形狀識別精度，然而對于生活中抓取形狀較大的物體如蘋果、水杯則需要大規模集成傳感器陣列。如圖9所示，Sundaram等[43]在針織手套上集成548個壓阻式壓力傳感器陣列，結合卷積神經網絡獲取抓取時產生的大規模數據，傳感器陣列能夠同時與26個不同的物體交互，通過數據與物體關聯可以識別單個物體，并估計他們的重量。

圖9 針織手套上大規模集成傳感器陣列：(a) 針織手套上集成548個傳感器陣列; (b) 抓取萬用表、訂書機、火龍果和剪刀時的壓力分布[43]Fig. 9 Large-scale integrated sensor array on knitted gloves：(a) A array of 548 sensors integrated on knitted glove; (b) Pressure distribution for grabbing multimeter, stapler, pitaya and scissor[43]

2 展望

上述通過提升傳感器性能已經展示了諸多場景的應用，然而傳感器在實際應用時面臨著環境中的許多干擾，從實際應用角度出發，我們對未來傳感器的發展方向做出幾點展望，并圍繞著這些方向介紹近幾年工作進展。

2.1 多模態感知

人的皮膚除了可以感知壓力信號，還可以感知剪切力、應變、溫度、濕度和pH等其他信號。傳感器的功能是實現信號的感知，為了使它更接近人體皮膚，多模態感知是一個重要的發展趨勢。

Meng[44]等制備了一種石墨烯片/硅橡膠彈性體傳感器，能夠同時對壓力、應變和溫度敏感，當石墨烯片體積分數為3.75%時，傳感器在0%～5%應變范圍內應變系數達到100，在0～10 kPa壓力范圍內靈敏度為2.7×10-2kPa-1，在溫度上升到75 ℃時電阻迅速增加，這對傳感器的溫度使用范圍是可以接受的。然而應變和壓力的檢測都是通過電阻變化實現的，該傳感器無法對應變和壓力信號進行區分。

Zu[45]等將(3-氨基丙基)三乙基硅烷(APTES)修飾的還原氧化石墨烯(rGO)與聚乙烯基二甲氧基硅(PVMDMS)、乙烯甲基二甲氧基硅(VMDMS)共縮聚共價交聯得到還原氧化石墨烯/聚有機硅氧烷氣凝膠，其制備的傳感器能夠同時對應變(0.1%～80%)、壓力(10 Pa～110 kPa)和溫度(20～100 ℃)進行檢測，1 000次壓縮循環后對溫度敏感特性不變。圖10展示了該傳感器的三種應用場景，研究者試圖通過多個傳感器配合工作消除溫度對應變和壓力的影響，然而應變和壓力的影響是共同作用的。未來可以考慮通過小面積集成不同傳感器陣列的形式，將多模態感知與單一模態感知相結合實現不同信號間的解耦。

圖10 傳感器陣列多模態感知：(a) 傳感器附著在有熱水的玻璃杯中電信號輸出; (b) 手鏈放在彎曲傳感器上電信號輸出; (c) 昆蟲在傳感器上爬行時電信號的輸出[45]Fig. 10 Sensor array multimodal sensing: (a) Electrical signals output when the sensor is attached to the surface of glass with hot water; (b) Electrical signals output when the bracelet is placed on the bending sensor; (c) The output of electrical signals as the insect crawls on the sensor[45]

2.2 抗干擾能力

多模態感知的傳感器對于不同信號間的解耦是一大挑戰，而單一模態感知的傳感器則需要有良好的抗干擾能力。實驗中傳感器性能的測試都是在理想環境下進行的，然而傳感器在實際應用時會受到一系列的干擾如振動、汗水和濕氣等，如何避免外界的干擾需要被考慮在內。

Gao等[46]將丁腈橡膠(NR)、多壁碳納米管(MWCNTs)和石墨粉(GPs)溶于甲苯磁力攪拌形成均勻溶液，在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)上蒸發Au作為頂部電極和底部電極，將導電溶液旋涂在下極板上，PET襯底用乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)密封。MWCNTs具有負溫度系數，GPs具有正溫度系數，通過材料補償以及EVA密封達到消除溫度和濕度的影響，制備的壓力傳感器在不同的溫度和濕度環境下I-V特性可重復。

Wang等[47]以石墨烯納米片(GNPs)/多壁碳納米管(MWCNT)/聚乙烯氧化物(PEO)作為活性材料，設計雙層PDMS島狀結構消除應變的影響，并在上面覆蓋PI膜，PI膜的楊氏模量較高可以有效減少變形，通過設計四個形狀相同的元件組成惠斯通電橋來抑制熱干擾，覆蓋層使傳感器抵抗濕度的干擾。如圖11所示，將傳感器鑲嵌在手套上抓取含有不同溫度水的玻璃瓶時，輸出電壓基本一致，消除了溫度對傳感器的影響，分別用干燥和潮濕的手去抓取正常和拉伸狀態的傳感器，重復多次，輸出電壓幾乎沒有發生變化，可見應變和濕度對傳感器捕捉壓力信號沒有影響。

圖11 傳感器抵抗溫度、應變和濕度的干擾：(a) 抓取和釋放裝有不同溫度水的玻璃瓶時傳感器輸出電壓變化; (b) 用干燥和潮濕的手分別去抓取不同拉伸狀態下傳感器時輸出電壓變化[47]Fig. 11 Sensor resist to temperature, strain and humidity：(a) The sensor output voltage changes when grabbing and releasing glass bottles with different temperatures water; (b) The output voltage changes of the sensor under different tensile states were captured by dry and wet hands [47]

2.3 自愈功能

柔性傳感器在使用過程中由于大幅度的變形和尖銳物體的劃傷會不可避免的對導電網絡產生破壞，理想中的傳感器是能夠像皮膚一樣在一定范圍內具有自愈能力，這會增加傳感器的使用壽命。

水凝膠是典型的自愈材料，通過物理交聯和化學交聯的可逆動態連接從而具有自愈功能，目前報道的具有自愈功能的柔性壓力傳感器大多是基于導電水凝膠實現的[48-51]。Xia等[52]將殼聚糖(CS)和羧基功能化多壁碳納米管(c-MWCNTs)與疏水締合交聯的聚丙烯酰胺(HPAAm)網絡相互滲透形成雜化網絡水凝膠，當水凝膠斷口接觸時，通過疏水締合、靜電相互作用和氫鍵的修復使其恢復力學和電學性能。然而基于水凝膠的柔性壓力傳感器由于水分的揮發容易造成傳感器性能下降，并且水凝膠在潮濕環境中容易吸收水分，許多措施已經被用來增強水凝膠的保水性[53-54]。除了水凝膠外，聚合度高的彈性體也被用來制備自愈傳感器，Tian[55]等將聚苯乙烯(PS)微球結構夾在兩個激光誘導的石墨烯/聚氨酯(LIG/PU)薄膜之間，如圖12所示，當傳感器切割未完全分離后，PU鏈上暴露的氨基和羧基可以重新建立氫鍵，室溫下30 min內傳感器可修復形成穩定的導電網絡，并且修復后的傳感器可以承受100 g的重量。

圖12 傳感器切割后室溫下30 min可愈合，并能承受100 g的重量[55]Fig.12 The sensor heals up to 30 min after cutting at room temperature and can hold up to the weight of 100 g[55]

2.4 零待機功耗

柔性壓力傳感器即使在無外界壓力時由于體電阻的存在也會使電路導通，造成不工作時能源的浪費。盡管可以通過控制功能層間的接觸使傳感器具有大的體電阻，然而柔性傳感器一旦彎曲就會打破大電阻的局面。目前常用的方法是在功能層間添加間隔層使傳感器在靜態時絕緣，壓力作用下導通從而實現零功耗待機[56-58]。

He等[59]自上而下設計出一種PDMS/ZnO/光刻膠墊片(PS)/Au/PI結構，如圖13(a)所示，將有光刻膠墊片壓力傳感器接入電路中，可以通過施加壓力控制燈泡的導通，傳感器相當于開關的作用。圖13(b)展示了基于人機交互時的應用場景，相同握手條件下，有光刻膠墊片的壓力傳感器輸出電流小，具有低功耗的優點。然而目前傳感器所能實現零待機功耗的極限在30°內，并且由于絕緣層的存在會阻止壓力作用下導電層的接觸，導致傳感器靈敏度的降低。零待機功耗要求輸出電流小，高靈敏度要求電阻變化大即大電流數輸出，如何實現零待機功耗與高靈敏度兼容仍具有挑戰。

圖13 零待機功耗壓力傳感器應用：(a) 有無光刻膠墊片壓力傳感器在按壓動作下燈泡亮度的變化; (b) 有光無光刻膠墊片在人機交互場景下的應用[59]Fig. 13 The application of zero standby power consumption pressure sensor: (a) Changes of bulb brightness under pressing action for sensors with photoresist gasket and without it; (b) Application of sensors with photoresist gasket and without it in human-computer interaction[59]

2.5 自供電

作為可穿戴器件時，為了給人體“減壓”，柔性傳感器會朝著小型化發展，附加電源會增加傳感器的體積。壓電式和摩擦電式傳感器一個突出優勢就是將機械能轉換為電能用于傳感器的自供電，然而只能用于動態力的檢測。

人體與周圍環境之間存在一定的溫度差，通常情況下這種溫度差是被浪費的，一個設想是利用熱電材料從溫度差中獲得的能量為傳感器供電[23,60]。Li等[23]將三維間隔織物(SF)浸泡在PEDOT：PSS溶液中取出烘干，銀漿作為電極，銅絲將100個單元串聯制備自供電柔性壓力傳感器，根據測量原理不同，可以獨立讀取溫度和壓力。如圖14所示，將傳感器陣列制備成可穿戴背心穿在假人身上，用手掌觸摸肩部時可以分別顯示出手掌的相對溫度和壓力分布。

圖14 手掌觸摸傳感器陣列時的溫度和壓力相對分布[23]Fig. 14 The relative distribution of temperature and pressure when the palm touches the sensor array[23]

除了能量轉換外，能源存儲器件也被用來為傳感器供電[61-62]。Sun等[61]通過電化學反應使傳感器在無電源的情況下既能檢測靜態力又能檢測動態力。傳感器結構如圖15(a)所示，石墨/PDMS與電解質發生還原反應捕獲電子，Al與電解質發生氧化反應失去電子，外界壓力作用下負載電阻減小，電源依賴的是氧化還原反應在陽極和陰極上產生的電位差，因此可以實現對靜態力的測量，輸出結果如圖15(b)所示。

圖15 自供電壓力傳感器：(a) 自供電壓力傳感器結構示意圖; (b) 壓力傳感器對靜態力和動態力的測量[61]Fig. 15 Self-powered pressure sensor: (a) Schematic diagram of self-powered pressure sensor structure; (b) Measurement of static and dynamic force by pressure sensor[61]

除了以上內容，傳感器在應用時，這些方向也是被考慮的：

(1) 為了增加柔性傳感器的便攜性，無線通信是傳感器的一個重要方向，目前報道的無線壓力傳感器大多基于電容式，通過與外部天線的電感耦合組成LC諧振電路[63-65]；

(2)傳感器和處理模塊的集成會增加系統的功耗，低功耗一直是研究人員關注的問題[66-67]；

(3)傳感器貼附在皮膚表面時，汗水的積累會滋生細菌，同時會損害傳感器的性能，這要求傳感器具有良好的透氣性[68]；

(4)傳感器與人的皮膚應該有良好的接觸匹配性，使用時不會產生異物感，并且長期使用不脫落[69-70]；

(5)除了傳感器與皮膚的匹配問題，功能材料與襯底材料由于模量失配在使用過程中可能發生脫落使傳感器不能穩定工作，需要考慮增強功能材料與襯底材料間的界面粘附性[71-72]；

(6)將傳感器植入人體內部時，材料必須是無毒的、具有生物相容性，并且能夠長時間穩定工作[35]；

(7)對于柔性壓力傳感器一些應用場景如觸摸屏、隱形軟體機器人和智能皮膚，需要在保證傳感器高透明度的同時兼顧優異的電學性能[73-74]；

(8)此外，為了滿足柔性傳感器龐大的市場，需要探討新工藝新材料實現柔性傳感器低成本大規模制備。

3 結語

柔性壓阻式壓力傳感器由于其良好的力學性能和電學性能在生活、工業、醫療等方面都有應用，隨著物聯網技術的發展以及人們對自身健康狀態的日益關注，未來對傳感器的需求是巨大的。目前科研人員對柔性壓阻式壓力傳感器的研究已經開展了許多工作并展示了具體應用，然而這些應用仍處于實驗階段，如何將制備好的傳感器應用到生活中并產業化是亟待解決的問題。傳感器從設計、制備到應用涉及到材料、電子、能源、通信和計算機等多學科領域，一方面，未來柔性傳感器的發展是多學科交叉共同努力的結果，另一方面，探索新材料、新結構、新原理和新工藝有望突破現有傳感器性能的極限并實現低成本大規模制備。