手臂上的汗毛，輕輕一碰，便能產(chǎn)生明顯的感覺。這是因?yàn)槊總€(gè)汗毛周圍都有許多感覺神經(jīng)末梢。這些神經(jīng)末梢可以感知外界的刺激，比如輕微的壓力、振動(dòng)、溫度變化等。通過神經(jīng)系統(tǒng)，外界刺激信息會(huì)被傳遞到大腦皮層的感覺區(qū)域，進(jìn)而讓人產(chǎn)生感覺和知覺。

即使不直接觸摸人體皮膚，哪怕只是摸一下汗毛，大腦神經(jīng)末梢仍會(huì)產(chǎn)生輕微的刺激，從而激活皮膚上的觸覺受體，進(jìn)而傳遞到大腦皮層，最終讓我們產(chǎn)生觸覺感受。

以此為靈感，西南交通大學(xué)鄧維禮/楊維清課題組構(gòu)造出一種仿人類皮膚汗毛的微結(jié)構(gòu)，這種仿生間歇微結(jié)構(gòu)具有二級放大的功能，通過提高傳感器的可壓縮性，同時(shí)提高了傳感器的靈敏度（461kPa?1）和響應(yīng)范圍（310kPa）, 其性能相較于常規(guī)的均一微結(jié)構(gòu)高出好幾倍。

研究中，他們采用了一種制備微結(jié)構(gòu)的快捷方法——激光刻蝕制備法，可以實(shí)現(xiàn)傳感器的大面積制備，從而提高傳感器的可擴(kuò)展性和可重復(fù)性，并能基于工業(yè)需求定制各種微結(jié)構(gòu)。該方法為制備柔性可穿戴傳感器提供了一個(gè)新方向。

基于這種方法設(shè)計(jì)的柔性壓阻式器件，具有靈敏度高、線性范圍寬等特點(diǎn)，有望在以下領(lǐng)域推廣應(yīng)用：

首先是用于觸覺感知：在虛擬現(xiàn)實(shí)和元宇宙快速發(fā)展的當(dāng)下，觸覺感知是不可或缺的組成部分。可穿戴壓力傳感器能夠賦予智能機(jī)器人以觸覺感知的功能，或?qū)槿藱C(jī)交互技術(shù)帶來巨大變革。

其次是用于健康監(jiān)測：對于可穿戴健康監(jiān)測來說，柔性高靈敏傳感器起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)把傳感器共形貼附之后，可以監(jiān)測心率、呼吸等生理指標(biāo)，以及姿勢、運(yùn)動(dòng)幅度等行為信息。這些數(shù)據(jù)在反饋人體健康狀況的同時(shí)，還可以幫助教練或運(yùn)動(dòng)員優(yōu)化訓(xùn)練計(jì)劃以及提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

再次就是用于狀態(tài)監(jiān)測：在工業(yè)生產(chǎn)的監(jiān)測領(lǐng)域里，柔性傳感器堪稱大有可為。對于受限空間內(nèi)的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)測，這些數(shù)據(jù)可以幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)安全性。

（來源：Advanced Functional Materials）

日前，相關(guān)論文以《Bioinspired MXene-based Piezoresistive Sensor with Two-stage Enhancement for Motion Capture》為題發(fā)在 Advanced Functional Materials 上，并被期刊編輯選為當(dāng)期封面。

（摘轉(zhuǎn)自： DeepTech深科技）