西安交大在柔性器件力学结构设计与智能柔性传感领域取得突破

西安交通大学仿生工程与生物力学研究所（BEBC）的研究人员围绕柔性器件力学结构设计的思路，受到蛇体表交错重叠、可发生滑动以顺应变形的鳞片启发，开发了可延展的仿生叠覆鳞片结构。通常情况下，刚性材料在变形下的断裂破坏是柔性器件开发中需要极力规避的问题，然而该鳞片结构却“反其道而行”，通过变形下柔性基底上刚性薄膜的断裂、重叠形成，利用相邻叠覆鳞片之间的相对滑动顺应外部变形，显著降低刚性鳞片自身承受的应变，从而提升结构的可延展性（超过100%应变）。

研究人员以导电聚合物PEDOT:PSS为例，利用变形下PEDOT:PSS鳞片滑移产生的总体电阻变化，实现应变传感，且传感器检测范围及灵敏度可通过改变基底预拉伸幅度灵活调控，实现高灵敏度、宽范围（1%~100%）应变传感，相较于已有研究成果，应变传感范围显著拓宽，进一步将传感器贴附于人体表不同部位，实现了对于人体正常生理活动（如脉搏、发声、吞咽、面部表情、肢体运动等）产生的不同幅度皮肤应变的有效传感，展现了应用于可穿戴物理运动监测、心理状态评估的潜力。