上海工程技术大学研究生院(上海海事大学研究生院)

上海工程技术大学研究生院，上海海事大学研究生院

近期，上海工程技术大学化学化工学院宋仕强副教授在柔性可穿戴设备领域取得重要研究成果，相关研究以“Bioinspired Engineering of Gradient and Hierarchical Architecture into Pressure Sensors toward High Sensitivity within Ultra-broad Working Range”为题发表在国际顶级期刊《Nano Energy》上（影响因子19.069，中科院基础版/升级版一区TOP期刊），并得到审稿人的高度评价。宋仕强副教授为第一作者兼通讯作者，研究生张翠芬为共同第一作者，上海工程技术大学为第一完成单位。该研究工作得到了国家自然科学基金青年基金的资助（No.52003151）。据悉，该论文被高分子公众号“高分子科技”以及“中国聚合物网”进行推广报道，当日阅读量超4300余次。

作者受到壁虎触角和人体骨骼结构启发，设计制备了一种分层梯度结构，可以同时提高灵敏度和拓宽压力工作范围并确保长时间使用时的信号稳定性。这种传感器具有半球阵列和梯度孔隙结构，允许其从微小压力到高压力区域内发生大幅度变形，显著提高了传感器在形变压力范围内的灵敏度。该传感器在0~1.9 kPa压力范围内敏感度可达102.3 kPa−1，压力检测范围为0~400 kPa，且具备响应迅速(35 ms)和良好的信号稳定性(>5000)等特点。通过简单的制备方法和结构设计实现了压力传感器高灵敏度和宽压力工作范围，进一步拓宽了其实际应用范围，为新型压力传感器的设计制备提供重要参考。

HGA的形态及数据模拟

通常而言，压力传感器在压力作用下电阻、电流或电容的变化大小是直接影响其灵敏度的一个关键因素。然而，用于制造压力传感器的软材料或多孔聚合物是不可压缩或有限可压缩的，因此压力工作范围和灵敏度提高有限。在本研究中，作者在一个传感器中同时引入分层和梯度多孔结构，这种结构使传感器在宽压力范围内(0~400 kPa)产生压缩形变；另外，在其表面引入半球微孔结构，使得传感器在低应力下具有高的灵敏度且有助于其在较宽压力范围下灵敏度的提高。

传感性能测试及对比

宋仕强副教授自2018年12月入职以来，积极参与高分子材料与工程学科建设，深耕智能、功能和仿生高分子领域，取得一系列研究成果，目前以本校为第一单位共发表SCI论文20余篇，其中1区论文8篇，2区论文10篇，包括以第一/通讯作者发表的《Nano Energy》（一区，IF=19.069）,《Journal of Materials Chemistry A》（一区，IF=14.511），《Composite Part B:Engineering》（一区，IF=11.322），《Sensors and Actuators B: Chemical》（一区，IF=9.221），《Nanoscal》（一区，IF=8.307），《Journal of Materials Chemistry C》（一区，IF=8.067），等。

来源：上海工程技术大学

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