科技日報

科技日報記者 梁樂

記者12月18日從中國科學院新疆理化技術研究所（以下簡稱“新疆理化所”）獲悉，該所科研團隊近期成功研制出一種高靈敏超薄溫度傳感器。該傳感器厚度僅有40微米，且具備優(yōu)異的靈敏度和響應速度，有望為下一代電子皮膚、可穿戴設備等柔性智能感知系統提供有力的技術支撐。該研究成果近期發(fā)表于《ACS應用材料和界面》。

在智能醫(yī)療與機器人感知領域，柔性溫度傳感器的超薄化是實現高貼合度與集成度的核心前提。然而，實現高靈敏度需要高溫材料工藝，而柔性基底卻難以耐受高溫。這導致器件在超薄形態(tài)下難以同時兼顧高靈敏度、優(yōu)異柔韌性與長期穩(wěn)定性。

針對這一技術瓶頸，新疆理化所研究團隊采用“水溶性犧牲層輔助轉移”策略，成功解決了高性能敏感材料與柔性基底之間的工藝兼容性難題，制備出總厚度僅為40微米的超薄柔性溫度傳感器。

據悉，研究人員采用高溫制備和器件構筑的分步法。這一方法既保障了敏感材料所必需的高溫退火條件，又避免了柔性基底因高溫而受損，從而為高性能無機材料與柔性襯底的結合提供了可靠技術路徑。

為保障材料轉移后的界面質量，研究團隊通過有限元仿真與實驗驗證，設計并構筑了氧化鍺/氧化鉭/錳鈷氧化物異質界面結構，實現了對界面性能的主動調控。該結構有效抑制了界面處的元素擴散和熱應力失配，顯著提升了器件的可靠性與結構完整性。

新疆理化所研究員孔雯雯介紹，經過實驗驗證，超薄傳感器展現出優(yōu)異的綜合性能：其電阻溫度系數高達-4.1%/℃，響應時間僅192毫秒，在反復彎折與熱沖擊下仍能穩(wěn)定工作。

（受訪者供圖）