仿生触觉传感技术取得重要突破

澳门大学应用物理及材料工程研究院周冰朴研究团队在柔性电子领域取得重要进展，成功开发出一种具有自供电功能的仿生触觉传感器。这项创新技术通过独特的复合介电体设计，实现了高灵敏度与超宽线性范围的完美结合，为可穿戴设备的发展开辟了新途径。

传统电容式柔性触觉传感器长期面临性能瓶颈。受限于介电层的非线性特性和机械变形，其有效工作范围通常局限在10至100千帕之间，难以兼顾高灵敏度和宽线性范围这两个关键指标。澳门大学的研究团队从人体皮肤结构获得灵感，创造性地设计出具有梯度介电特性的复合介电体，成功突破了这一技术障碍。

该传感器的核心创新在于其独特的介电层结构。研究团队将低介电的微纤毛阵列与高介电的粗糙表面及微穹顶阵列相结合，构建出具有梯度压缩特性的复合介电体。这种设计使得器件在不同压力作用下能够实现低、高介电组分的智能转换，从而在高达1000千帕的超宽压力范围内保持线性响应和稳定灵敏度。这种性能表现远超现有同类传感器，为实际应用提供了更广阔的空间。

自供电能力是该技术的另一大亮点。研究人员发现，这种复合介电体同样适用于摩擦发电式触觉传感。其线性介电行为和特殊结构设计不仅实现了等效面电荷密度随压力的线性变化，还显著增强了接触起电和静电感应效果。这使得传感器无需外部电源即可正常工作，大大拓展了其在移动场景和长期监测中的应用潜力。

从应用角度看，这项技术展现出多方面优势。在医疗健康领域，它可以精确感知脉搏、呼吸等细微生理信号；在人机交互方面，能够将触觉信号直接转化为控制指令，避免了复杂的信号处理流程。更值得注意的是，单个传感器即可实现多种功能，无需多传感器集成，这显著降低了系统复杂度和制造成本。

这项研究成果对柔性电子领域的发展具有重要启示意义。研究团队提出的复合介电体设计思路，成功解决了传统介电材料难以分别调控介电行为和机械行为的技术难题。这种创新方法为开发新一代高性能触觉传感器提供了可靠路径，也将推动电子皮肤、智能假肢等相关技术的进步。

随着物联网和智能医疗的快速发展，对高性能柔性传感器的需求与日俱增。澳门大学这项研究成果不仅具有重要的科学价值，更展现出广阔的应用前景。未来，随着技术的进一步优化和产业化推进，这种自供电触觉传感器有望在健康监测、智能家居、虚拟现实等多个领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利。

该研究已发表于材料科学领域顶级期刊《先进材料》，显示出国际学术界对这一创新成果的高度认可。这项突破不仅体现了澳门大学在应用材料研究方面的实力，也为粤港澳大湾区科技创新增添了新的亮点。随着后续研究的深入，这项技术或将引领柔性传感领域的新一轮发展。