在智能醫(yī)療、機(jī)器人技術(shù)和可穿戴設(shè)備飛速發(fā)展的，能夠與人體皮膚或復(fù)雜曲面緊密貼合、實(shí)時(shí)感知溫度變化的柔性傳感器，已成為一項(xiàng)核心技術(shù)。然而，該領(lǐng)域長(zhǎng)期面臨一個(gè)難以逾越的工藝?guó)櫆希?/span>上海轉(zhuǎn)速表廠(chǎng)制備高靈敏度傳感器所需的高溫工藝，與柔性基底材料(如聚酰亞胺PI)不耐高溫的特性之間存在根本矛盾。這一矛盾導(dǎo)致薄柔性溫度傳感器往往在靈敏度、柔韌性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性上難以兼顧，限制了其在高精度場(chǎng)景下的應(yīng)用。
 
  近日，科學(xué)新疆理化技術(shù)研究所的研究團(tuán)隊(duì)在這一關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破。上海儀表3廠(chǎng)他們創(chuàng)新性地提出了一種“水溶性犧牲層輔助轉(zhuǎn)移”策略，*制備出厚度僅40微米(約相當(dāng)于人類(lèi)頭發(fā)絲直徑的一半)的薄柔性溫度傳感器，*解決了上述工藝兼容性難題。
 
  核心創(chuàng)新：分步工藝與界面調(diào)控
 
  研究團(tuán)隊(duì)的智慧在于“化整為零，分而治之”。他們不再?lài)L試讓柔性基底直接承受高溫“考驗(yàn)”，而是將傳感器的制造過(guò)程分為兩個(gè)獨(dú)立步驟：
 
  獨(dú)立高溫制備：首先，在高耐熱的剛性襯底上，利用高溫退火工藝制備出高性能的錳鈷氧化物(MnCo2O4)敏感材料。這一步確保了敏感材料能夠形成理想的晶體結(jié)構(gòu)，從而獲得極高的電學(xué)響應(yīng)性能。
 
  低溫?zé)o損轉(zhuǎn)移：隨后，通過(guò)一層特殊的水溶性氧化鍺(GeO2)薄膜作為“臨時(shí)載體”和“犧牲層”，將已成型的敏感材料層完整地剝離，并低溫轉(zhuǎn)移至柔軟的聚酰亞胺(PI)基底上。此過(guò)程完全避免了高溫對(duì)柔性基底的損傷。
 
  為進(jìn)一步保障轉(zhuǎn)移后器件的堅(jiān)固耐用，團(tuán)隊(duì)還通過(guò)精密設(shè)計(jì)，構(gòu)建了上海自動(dòng)化四廠(chǎng)GeO2/Ta2O5/MnCo2O4異質(zhì)界面結(jié)構(gòu)。這一“三明治”式的界面層如同一位*的“調(diào)解員”，有效抑制了不同材料層之間因熱脹冷縮不均而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，并阻止了元素在界面處的相互擴(kuò)散，從物理和化學(xué)兩方面顯著提升了器件的結(jié)構(gòu)完整性與長(zhǎng)期可靠性。
 
  *性能：靈敏、迅捷且強(qiáng)韌
 
  得益于這一系列創(chuàng)新設(shè)計(jì)，*終問(wèn)世的全無(wú)機(jī)薄溫度傳感器展現(xiàn)出*的綜合性能：
 
  高靈敏度：其電阻溫度系數(shù)(TCR)高達(dá) -4.1 %/℃，意味著它對(duì)微小的溫度變化也能產(chǎn)生強(qiáng)烈的電信號(hào)響應(yīng)，測(cè)量精度大幅提升。
 
  極快響應(yīng)：WWW.shybdj6.net響應(yīng)時(shí)間僅 192毫秒，能夠近乎實(shí)時(shí)地追蹤動(dòng)態(tài)溫度變化。
 
  凡穩(wěn)定性：傳感器在經(jīng)歷數(shù)千次的反復(fù)彎折、扭曲以及劇烈的熱沖擊測(cè)試后，其性能依然保持穩(wěn)定，證明了其*的機(jī)械柔韌性和環(huán)境耐受性。
 
  深遠(yuǎn)意義：為未來(lái)智能感知鋪平道路
 
  這項(xiàng)研究成果不僅*破解了薄柔性溫度傳感器制備的核心工藝瓶頸，更提供了一種普適性思路，為其他高性能無(wú)機(jī)功能材料(如壓力、氣體敏感材料)與柔性電子平臺(tái)的融合開(kāi)辟了新的技術(shù)路徑。它所展示的高靈敏度、薄形態(tài)和極端穩(wěn)定性，正是發(fā)展下一代高性能電子皮膚、植入式醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備、精密機(jī)器人觸覺(jué)感知系統(tǒng)所亟需的關(guān)鍵特質(zhì)。
 
  該重要研究成果已發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《ACS Applied /WWW.shsaic.net/Materials & Interfaces》。研究工作得到了*重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、新疆天山英才計(jì)劃等多個(gè)科技項(xiàng)目的支持，標(biāo)志著我國(guó)科研人員在柔性電子與智能感知這一前沿交叉領(lǐng)域已占據(jù)*一席。