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随着5G技术的快速发展和应用,作为未来新型电子装备和人机交互界面的柔性传感器件受到人们的广泛关注。柔性压力传感器为可穿戴设备及软机器人提供生理信号监控、运动检测以及触觉感知等多种功能,具有重要的研究价值。受制于传统电子器件原材料的种类及性能要求,目前主流的可穿戴设备均采用硬质材料。人体皮肤具有柔性且湿度可调节,长时间接触刚性且气密性高的材料将使人体产生不适感甚至发生炎症反应。为了实现可适用于生物体长期舒适佩戴的传感器件,需要将可穿戴设备柔性化,并提高器件的透气性能。目前,大多数柔性传感器采用高分子聚合物材料,如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、水凝胶、离子凝胶等。这些材料对使用环境要求苛刻,易在高温、低湿度、紫外光照等条件下发生降解,从而导致器件失效。如何提高柔性传感器在不同环境下应用的性能稳定性,这对材料选择和器件设计提出了更高的要求。陶瓷具有抗腐蚀性、化学性质稳定和高熔点等特性,二氧化钛(Ti O2)作为一种具有多种优异性质的陶瓷材料,因其生物相容性好以及原材料丰富而得到广泛应用。本课题利用静电纺丝法制备得到一种基于Ti O2纳米纤维网络结构的柔性薄膜。该薄膜具有极轻的质量,出色的透气性,以及良好的力学柔性,是作为柔性透气压力传感器介电层的理想材料。基于这种材料,我们设计并制备了一种高灵敏、透气且耐高温的电容式柔性压力传感器。该陶瓷压力传感器展现出高灵敏度(~4.4 k Pa-1),超低检测极限(<0.8 Pa),快速响应速度(响应时间<16ms)以及优异的循环稳定性(50 000个压缩循环和10 000个弯曲循环)。进一步的力学测试结果表明,陶瓷纳米纤维薄膜具有优异的机械回弹性,在10%压缩应变循环100次后产生2.2%的残余应变。这与聚乙烯醇(PVA)和聚偏二氟乙烯(PVDF)纳米纤维的不可逆应变形成鲜明对比,其形变量分别为8.0%和7.4%。通过使用织物电极,我们成功制备了一种完全透气且可穿戴的陶瓷压力传感器,该传感器能够用于实时健康监测和运动检测。此外,采用耐高温碳纤维电极得到的陶瓷电容传感器可以实现高温应用。在370℃的条件下,传感器的灵敏度达到0.028 k Pa-1,同时可耐受约1300℃的瞬时高温,显示其在极端环境中巨大的应用潜力。