结合微裂纹与元结构设计| 新型灵活可拉伸传感器灵敏度较以往提升百倍
来源：科技日报 发布时间：2024-12-25 09:16:55
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科技日报讯 （记者张梦然）韩国首尔国立大学工学院研究团队通过巧妙地结合微裂纹与元结构设计，创造了一款新型的灵活且可拉伸的传感器，其灵敏度较以往提升了100倍。这项技术革新为精密生物医学工程领域带来了新的希望。研究发表在最新一期《科学进展》杂志上。
柔性可拉伸应变传感器的工作原理是，依据导电材料电阻的变化来检测生物力学信号或物体变形。然而，传统传感器在测量极小应变时表现不佳，限制了它们在早期疾病诊断和预防性安全评估中的应用效果。例如，在脑出血或缺血发生之前，人体可能会出现微小应变，而目前的仪器无法检测到；在结构材料发生灾难性故障前，表面应变水平也非常微小，这些情况对健康和安全构成了潜在威胁。
针对上述挑战，研究团队提出了一种创新解决方案：采用负泊松比的元结构设计，使新传感器的灵敏度较以往提升了100倍，能够检测到更微小领域的应变，这些细微变化，几乎相当于人类头发直径大小的地方单个原子尺度的变化。通过精准控制纳米级微裂纹的扩展，传感器能够放大电阻变化，从而实现如此高的应变灵敏度。
这项技术能够捕捉微生物生长过程中产生的微小形变，例如面包上霉菌丝生长所引起的接触应变，展示了其在生物医学环境中的巨大潜力。团队还成功将传感器应用于颅骨内的脑血管表面，以实时监控血压和血流变化。
这一成果凸显了该传感器在快速识别脑血管和心血管疾病早期迹象方面的价值，并能提供精确的医疗数据支持。此外，传感器采用了可生物降解材料制造，可以在体内自然分解，不会留下长期残留物，保障了患者安全。
