近日，合肥工业大学微电子学院柔性传感技术与通用人工智能刘平副教授、黄英教授研究团队成功研发出一种基于热致相变机理的高分辨电容式柔性温度传感器。相关成果以“Design, fabrication, and wearable medical application of a high-resolution flexible capacitive temperature sensor based on the thermotropic phase transition composites of PEO/PVDF-HFP/H3PO4”为题，发表在国际著名学术期刊《Advanced Functional Materials》上。
柔性温度传感器在可穿戴设备、人体生理参数监测等领域具有重要的应用潜力。然而，现有柔性温度传感器的灵敏度受制于温敏填料的固有温敏特性，且温敏填料所形成的导电网络易受环境干扰。因此，开发具有高分辨力、高稳定性的柔性温度传感器仍面临巨大挑战。
为此，研究团队结合热致相变机理与双电层电容原理，首次提出并制备了一种基于PEO/PVDF-HFP/H3PO4的高分辨电容式柔性温度传感器。通过调控相变材料结晶性能与离子运动特性，传感器在人体体温范围内具有极高的分辨力与响应速度(<12 s)。同时，利用二维网孔结构实现传感器内结晶微域控制，提升传感器的稳定性与重复性(Ex<2.2%)。所研制的传感器被应用于人体体温监测与糖尿病足诊断中，可实现舒适的实时高精度体温测量与糖尿病足早期诊断。该研究为柔性温度传感器的设计提供了新思路，在健康监测、康复医学等领域具有广泛的应用前景。
图1 电容式柔性温度传感器传感机制研究
该研究工作的第一署名单位是合肥工业大学，第一作者为微电子学院硕士研究生胡若海同学，刘平副教授为唯一通讯作者。该研究工作得到了浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划、安徽省高校优秀青年科研项目、安徽省高校协同创新项目等项目的资助。
