回复MEMS大世界:科技创新无止境,看来我们离真正的智能电力系统更近了一步
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智能电子电力系统发展需先进柔性压力传感器,电容式因低功耗等优点受关注。但介电层微结构在高压下变形致灵敏度下降,以低模量聚合物弹性体制三维多孔结构,又因介电常数低、耐温不足受限。 四川大学程敏涵、邓华等构建了取向聚酰亚胺基复合气凝胶,通过表面改性介电纳米颗粒与气凝胶骨架、氧化石墨烯片层相互作用,提升了复合气凝胶机械性能与介电常数,垂直取向结构使其轴向上坚固、径向上有弹性。 基于此组装出高性能电容式压力传感器,压力下低介电常数空气排出、高介电常数气凝胶骨架堆积,介电层厚度减小与介电常数升高协同提升平行板电容相对变化值,提高了灵敏度。该传感器在0-200 kPa宽工作范围灵敏度最高达1.41 kPa-1 ,响应与恢复时间为百毫秒级别。 因复合气凝胶耐温隔热性优异,传感器能在150°C高温环境稳定工作(2000次压缩/释放循环),且基于聚酰亚胺基气凝胶的传感器接近感应能力,在非接触式传感和极端环境应力检测有巨大潜力。 相关成果以“Polyimide aerogel-based capacitive pressure sensor with enhanced sensitivity and temperature resistance”发表于Journal of Materials Science & Technology,程敏涵为第一作者,邓华为通讯作者。