傳感新品

【四川大學：研發力-電一體化的柔性壓力傳感器兼具線性高靈敏響應與長期穩定服役】

線性高靈敏響應是柔性壓力傳感器的重要性能之一，在智能機器人、人機交互界面、人體健康監測等應用中發揮著實現精確檢測的作用。目前，主流的策略通常采用多層多材結構設計方式來實現線性高靈敏傳感。但該策略在傳感器件機械穩定性方面埋下了隱患。其根本原因在于該設計下傳感器中存在的多材料間的模量失配與多層結構間的界面不兼容。實際上，線性高靈敏響應的實現離不開高靈敏電學材料與線性力學結構的協同配合，但在這種力電異質分層結構中兼顧線性高靈敏響應與長期穩定傳感仍具有挑戰。

近日，四川大學楊俊龍、李光憲教授團隊與其合作者，介紹了基于力-電一體化策略實現線性高靈敏兼顧長期穩定服役的柔性壓力傳感器。該策略通過原位生長和粘附過程，在聚氨酯材料體系中構建了穩定、一體的力學-電學功能界面，最小化傳感器中模量差異以及界面的影響。多孔離子凝膠泡沫(IGF)與織物電極間的協同使得傳感器在0-300 kPa范圍內表現出高靈敏(16.24 kPa-1)以及優異的線性響應(R2 = 0.999)。力-電一體化的IGF與電極/介電層間的粘合界面賦予了傳感器長期服役穩定性，傳感器能夠在高壓應力(100 kPa)下承受超過15萬次循環，以及在復合應力作用(壓應力144.98 kPa和剪切應力38.82 kPa)下承受超過1萬次循環。兼具線性響應與穩定服役的傳感器具備實現線性稱量以及輔助智能抓手實現長期穩定抓取循環的能力。

研究人員利用全聚氨酯基的材料體系，構建了一體化的離電型柔性壓力傳感器。其中，IGF作為介電層，以開孔熱固性聚氨酯(TSPU)泡沫作為骨架，表面原位生長了一層熱塑性聚氨酯(TPU)離子凝膠層，構建了力-電一體化結構。傳感器以具備編織結構的導電布作為電極，通過在電極/介電層間策略性引入聚氨酯劑的粘合劑，實現了傳感器的封裝一體化結構。同質材料體系下相似的材料性質能夠避免機械不匹配問題，同時也有利于多級復合界面構建。粘合層的引入使電極/介電層界面具備一定界面韌性(243 J/m2)，最小化了多層結構間的界面問題。

圖1. 一體化離電型柔性壓力傳感器的設計原理

IGF通過將TSPU泡沫在含有TPU和離子液體(IL)的溶液中浸漬，溶脹，然后取出干燥等過程實現離子凝膠層在泡沫骨架表面的原位生長。IL中與聚氨酯基體間的分子間氫鍵相互作用，有效防止離子液體泄露。極薄的離子凝膠層(1-3 μm)均勻的分布在泡沫骨架表面。離子凝膠層與骨架間形成了穩定界面，復合過程可以通過擴散理論與機械互鎖理論解釋。

圖2. 力-電一體化結構

TSPU泡沫孔密度以及浸漬溶液中的TPU和IL的質量比是影響傳感器靈敏度的重要因素。在合適制備條件下，傳感器獲得了較高的靈敏度、寬范圍線性響應、極低的檢測極限等綜合傳感性能。更重要的，力電一體化的IGF與封裝一體化的器件結構使得傳感器具備多種復雜工況下的、優異的傳感穩定性，通過超高周期正壓力循環、復合受力循環等進行了驗證。

圖3. 傳感性能與機械穩定性

結合離電型傳感器的傳感機理與泡沫壓縮中的結構變化過程進行分析，傳感器的線性傳感范圍主要集中在泡沫壓縮的致密化階段。通過實驗以及有限元分析驗證了多孔IGF與編織結構導電布之間的多微結構協調是實現寬范圍線性傳感的關鍵。此外，粘合界面對傳感過程中的信號響應幾乎沒有影響。

圖4. 寬范圍線性傳感機理

研究人員利用傳感器制作出簡易天平，通過傳感器對單位質量直接、均一的電容響應驗證了線性傳感方面的優勢。同時，通過將傳感器集成至智能抓手指尖，能夠實現抓取力反饋以及抓取過程控制。更重要的，傳感器能夠輔助智能抓手完成超2000次多力況耦合(含16.3 kPa剪切應力)循環抓取過程，并保持信號穩定性。一體化傳感器具備實際應用過程中的長期服役穩定性。

圖5. 寬線性響應、穩定服役的一體化傳感器應用展示

傳感動態

【打破索尼壟斷！郭明錤曝iPhone 18要用三星傳感器】

7月25日消息，分析師郭明錤表示，蘋果iPhone 18系列將會配備三星影像傳感器，屆時索尼的壟斷地位將會被打破。

據悉，三星已經成立了專門的團隊來為蘋果提供服務，從2026年開始，三星將為蘋果出貨4800萬像素1/2.6英寸超廣角影像傳感器，打破長期以來索尼獨供的局面。

有觀點認為，作為產業鏈上的頭號大廠，蘋果在全球指定近千家供應商完成零部件的生產任務，供應商名單會不時更迭。

蘋果管理供應鏈有一個很常用的招數，就是習慣為每類零部件配置2個供應商，一方面可以使供應商互相制衡，另一方面可以拿到更優的價格。

這次蘋果引入三星傳感器，一方面會優化成本，另一方面會對索尼的市場地位造成影響。

而且三星相機表現也不差，畢竟自家的Galaxy S系列高端手機都是用的三星傳感器，拍攝表現也處在第一梯隊水平。

【8 月見，谷歌 Nest 將推第 4 代恒溫器和第 2 代溫度傳感器】

7 月 25 日消息，消息源 Arsène Lupin 今天發布推文，曝料谷歌在 8 月 13 日舉辦的 Made by Google 活動中，除了會宣布全新的 Pixel 9 系列手機之外，還會推出 Nest 第 4 代恒溫器（Nest Learning Thermostat）和第 2 代溫度傳感器（Nest Temperature Sensor）。

Nest 第 4 代恒溫器（Nest Learning Thermostat）

谷歌公司于 2015 年推出第 3 代 Nest Learning Thermostat，距今已有近 10 年時間。

本次曝光的宣傳海報并未透露太多細節內容，該產品兼容現有第 3 代 Nest Learning Thermostat 以及 Thermostat E。

【史上最大收購! 德國博世集團80億美元收購供暖和空調業務】

據德國媒體報道，德國科技巨頭博世集團(Bosch)23日以80億美元(約合74億歐元)從江森自控-日立(JCH)手中收購住宅和小型商業建筑的供暖和空調業務。此為博世集團歷史上最大的一次收購。

報道稱，JCH是美國江森自控和日本日立集團的合資企業，在全球從事住宅和小型商業建筑的供暖、通風和空調業務，業務范圍遍及30多個國家。此次收購交易包括16個生產基地和12個研發基地。

博世股東大會和監事會已批準該收購交易。相關各方已簽署具有約束力的協議。收購仍需獲得監管部門批準，預計將在12個月內完成。

博世集團計劃將收購的業務整合到“家居舒適”板塊。通過該交易，博世在空調和供暖領域的地位得以加強。該集團指出，預計全球供暖、通風和空調解決方案市場到2030年將增長40%。“這一趨勢的推動因素是技術進步、全球應對氣候變化的努力以及新的法規。”

德國博世集團董事會副主席克里斯蒂安·費舍爾表示，未來，空調與供暖領域將成為博世核心業務的一部分，客戶、合作伙伴和員工都將由此受益。

德國博世集團董事會主席斯特凡·哈通指出，此次收購增強了博世在美國和亞洲的市場地位，將為集團帶來更多增長機遇。

【敏芯股份：全產業鏈研發和全供應鏈體系實現國產化，布局人形機器人及新能源汽車領域傳感器產品】

界7月24日消息，有投資者在互動平臺向敏芯股份提問：董秘，你好！市場目前忽略了敏芯產品在汽車和機器人領域的應用。請董秘介紹一下貴公司的MEMS傳感器產品，在傳統汽車和新能源電車，以及機器人上的具體應用。與同行相比，敏芯的優勢體現在何處？另外，MEMS芯片是貴公司全棧自研嗎？謝謝！

公司回答表示：公司致力于成為一家MEMS技術平臺型公司，實現了全產業鏈研發和全供應鏈體系國產化。傳感器在人形機器人領域有著廣泛的應用，公司也開始在人形機器人傳感器領域進行布局，也啟動了像六維力傳感器、機器人用IMU以及手套型壓力及溫度傳感器的研發立項；同時，公司高度重視新能源汽車領域的產品布局，無論是公司的MEMS聲學傳感器還是MEMS壓力傳感器以及壓力模組均在積極進行布局。

審核編輯 黃宇