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  目前，以健康監護、運動管理為代表的可穿戴柔性電子正成為電子產業發展的新興領域，也成為傳感電子材料與器件研究最前沿方向。以柔性電子皮膚為代表的高性能柔性傳感器在其中扮演重要角色，是實現柔性電子產品功能智能化、靈敏化的核心部分。電容式力學、應變傳感器因其在低的應力應變時能獲得高動態響應的能力，成為柔性傳感高性能化發展的重點方向之一。但目前基于納米敏感材料的柔性電容式力學、應變傳感器仍面臨檢測靈敏度低、檢測范圍窄、響應恢復時間不夠快等性能的局限。中國科學院蘇州納米技術及納米仿生研究所張珽研究員課題組在前期柔性電子皮膚的研究基礎上（Advanced Materials, 2014, 26, 1336-1342, Cover; Advanced Materials, 2015,27,1370-1375; Inside Back Cover），針對這一問題，進行了深入而細致的研究。


  研究團隊探索發現在提升柔性電容傳感器性能的各類方法中，通過介電層微結構設計優化是最有效方法之一，然而微結構復雜制備工藝及其與介電層之間相互匹配關系是需要解決的關鍵問題。 針對這一難題，該團隊向自然界探尋答案，利用荷葉表面存在的天然微結構為仿生模板，實現了柔性襯底表面均勻分布的微結構（Micro-caves），并結合聚苯乙烯（PS）微球和空氣介質構筑了微結構化的雙介質介電層。通過對表面微結構與聚苯乙烯微球之間尺寸匹配優化，及在受力條件下利用微結構擴張同時實現極距減小、接觸面積增加及介電常數改變等多參數的協同變化，從而大大增加了柔性電容式傳感器的靈敏度(0.815 kPa?1)、響應時間(38 ms)及響應范圍（0-50 N）等，由此構建的柔性傳感陣列可實現對觸壓、扭曲及拉伸等不同力學量的選擇性響應。

  該工作中以自然界中存在的生物表面為模板構筑三維多孔柔性襯底，不但可以作為一種的普適方法，在改善其他諸如柔性超級電容器及柔性太陽能電池等柔性電子器件性能方面也可得到廣泛應用，拓寬了柔性微結構材料研究新思路。相關結果發表于近期的Small( DOI:10.1002/smll.201600760)上。

  （本項目獲得國家973基礎研究項目、中科院先導項目、國家自然基金面上項目，江蘇省青年基金，中國博后面上基金、江蘇省博后特別資助的支持。）