科技成果

一、成果简介

近年来，柔性传感器逐渐引起人们的广泛关注，其在电子皮肤设备、人体运动检测、人体健康监测、植入式医疗器件、体育训练等领域具有广阔应用前景。传统的电子传感器一般基于金属或半导体等材料，其柔性和拉伸性受到限制。柔性传感器得益于敏感材料和基体材料的柔性、拉伸性、稳定性等特性，克服了传统电子传感器易脆的缺点。一般而言，柔性可穿戴传感器的性能主要取决于敏感材料和器件结构设计。敏感材料多采用纳米颗粒、纳米线、碳材料、导电聚合物等材料。随着智信息化智能时代对外部环境信息的巨大需求，以满足智能化设备的不同需求，柔性传感器呈现出巨大的市场前景。

产品一：在微弱信号提取过程中，有时信号非常微弱，极易受到外界的干扰而淹没于强噪声之中，有时被测信号振幅变化范围又很大，给信号采集带来很大困难。设计了一种放生蜘蛛裂缝器官的高灵敏度柔性振动传感器，能够实时监测人体脉搏、机器人振动等常见的信号，如图1所示。该新型柔性传感器具有监测灵敏度高、适用范围广、制备简单，成本低廉等优势，具有较好的市场应用前景。相关成果已申请发明专利，并已发表相关研究论文。

图1. 基于微裂纹的振动传感器

产品二：此外，针对现有传感器需要大型采集设备或者复杂的采集电路，同时为了更加直观识别外界触觉信息，设了了一种具有可视化的柔性触觉传感器，可以通过肉眼识别光强或者颜色的变化直观定性地监测外部触觉信号，传感过程简便，同时具有快速、准确、便携、可视化等优点。同时该传感器可以输出电信号，也可以实现触觉信息的精确测量。

图2.具有可视化功能的柔性触觉传感器

产品三：为了实现大面积、大范围空间信息的监测，设计了一种可拉伸的电子皮肤阵列，如图3所示，该传感器可以贴附到人体等非规则表面，实现外部触觉信息空间位置的识别。此外，该传感器制备成本低廉、性能稳定，在电子皮肤、机器人传感等领域具有广阔应用前景。

图3. 可拉伸的电子皮肤

产品四：未来智能可穿戴技术的发展趋势包括集成化、轻量化、多功能化，目前的可穿戴技术大都聚焦于生理信息（如呼吸、脉搏、温度、姿态等）的监测。随着柔性传感器在人体健康、运动监测等领域的快速发展，设计了一种具有防护和传感功能的柔性智能可穿戴器件，该器件不但可实现人体姿态、生理等信号的监测，而且还可以对人体关节进行有效防护，在国防、体育、医疗健康等领域均具有重要价值。

二、产业化前景及效益分析

根据IC Insights 2016年的O-S-D报告（一份关于光电，传感器/执行器和分立器件市场分析与预测的报告），在2015年，传感器和执行器的销售额达到了102亿美元的新高峰。传感器和执行机构的全球销售额将在物联网的帮助下，到2020年将以6％左右的复合年增长率（CAGR）扩大。DTechEx和INTECHNO都声称，传感器市场将价值数十亿美元。可穿戴传感器将在未来十年内占据传感器市场的最大份额。

三、产业化实施条件及预算

以上研究成果目前处于中试阶段，工艺相对成熟，对设备、仪器等的要求不高，有条件或者基础的企业可以通过多种途径扩大基地建设，前期预算40万元。