【上海交大：研究基于微金字塔结构和内嵌银纳米线的柔性PDMS压力传感器及其在尿流量测量中的应用】

1.柔性压力传感器的工作原理

本研究在柔性PDMS表面引入了微型椎体结构，并在这些微锥体内部均匀地嵌入了银纳米线。微型椎体结构的引入增强了传感器对微小压力信号的敏感响应；同时，作为导电成分的银纳米线不仅实现了压力-电阻信号的采集和转换，而且由于其金属材料的固有刚性，有效降低了PDMS这种弹性材料固有的迟滞现象。无负载条件下，由于微锥体与电极之间的接触面积较小，传感器的电阻值相对较大。当施加压力时，PDMS的压缩变形导致嵌入在微锥体表面的银纳米线之间形成了更多的导电连接，同时微锥体与电极之间的接触面积也相应增加。因此，施加的压力与传感器的电阻之间呈现出负相关关系。通过向传感器施加恒定电压，将会获得与压力信号呈正相关的电流响应。因此，测量电流能够比直接测量传感器的电阻获得更直观的压力变化指示。