上海硅酸盐所孙静、王冉冉/福建物构所王观娥 ACS Nano：具有应变抑制效应且互不干扰的导电MOF基柔性压力-温度双功能传感器

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柔性电子皮肤是一种像人体皮肤一样可以感知各种刺激的多功能传感器阵列，在医疗保健、运动监测、人机交互等领域显现出极强的应用前景。由于压力和温度是人体皮肤感知最为重要的两个物理量，因此，一方面，要求柔性电子皮肤对压力和温度具有互不干扰的感知功能；另外一方面，要求柔性电子皮肤在感知压力和温度时不受拉应变的干扰。但是，在单一柔性传感器中同时满足上述两个要求仍然是一个挑战。

近期，中科院上海硅酸盐所孙静研究员、王冉冉研究员与中科院福建物构所王观娥研究员等合作，选择微结构化的纤维素膜为柔性衬底，导电MOF Ni₃(HiTP)₂为敏感材料，设计制备了柔性压力—温度双功能传感器。利用导电MOF的压阻效应，该传感器可以实现压力传感功能（感应范围：300kPa，最大灵敏度：61.61kPa^-1），而利用导电MOF的热电效应，该传感器又可以实现温度传感功能（灵敏度：57.1μV/K）。基于不同的感知原理，该柔性传感器具有互不干扰的压力—温度双感知功能。此外，利用微结构纤维素膜杨氏模量高于PDMS的特点，该柔性传感器在感知压力和温度时不受拉应力的干扰，可以集成仿人体皮肤的传感阵列实现对压力和温度的静态与动态分布的精准感知。

图1 基于导电MOF Ni₃(HiTP)₂的柔性压力—温度双功能传感器的传感性能图

图2 基于导电MOF Ni₃(HiTP)₂的柔性压力—温度双功能传感阵列对压力和温度的静态与动态变化感知图。

上述工作以“Mutually Noninterfering Flexible Pressure–Temperature Dual-Modal Sensors Based on Conductive Metal–Organic Framework for Electronic Skin”为标题发表在《ACS Nano》（DOI：10.1021/acsnano.1c07388）上。文章的第一作者是上海硅酸盐所博士生李毓祥，上海硅酸盐所孙静研究员、王冉冉研究员与福建物构所王观娥副研究员为本文章的共同通讯作者。

该研究工作得到了中科院青年创新促进会、国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.1c07388

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