【儀表網 研發快訊】在智能醫療與機器人感知領域，柔性溫度傳感器的超薄化是實現高貼合度與集成度的核心前提。然而，其研制面臨一項根本瓶頸：實現高靈敏度需要高溫材料工藝，而柔性基底卻難以耐受高溫。這導致器件在超薄形態下難以同時兼顧高靈敏度、優異柔韌性與長期穩定性。
近期，中國科學院新疆理化技術研究所在超薄溫度傳感器領域取得進展。研究團隊采用“水溶性犧牲層輔助轉移”策略，成功解決了高性能敏感材料與柔性基底之間的工藝兼容性難題，制備出總厚度僅為40微米的超薄柔性溫度傳感器。該方案的關鍵在于將敏感材料的高溫制備工藝，與其在柔性基底上的器件構筑過程分步進行。這一設計既保障了敏感材料所必需的高溫退火條件，又避免了柔性基底因高溫而受損，從而為高性能無機材料與柔性襯底的結合提供了可靠技術路徑。為保障材料轉移后的界面質量，研究團隊通過有限元仿真與實驗驗證，設計并構筑了GeO2/Ta2O5/MCO異質界面結構，實現了對界面性能的主動調控。該結構有效抑制了界面處的元素擴散和熱應力失配，顯著提升了器件的可靠性與結構完整性?；谏鲜鲛D移策略與界面設計，超薄傳感器展現出優異的綜合性能：其電阻溫度系數(TCR)高達-4.1 %/℃，響應時間僅192 ms，在反復彎折與熱沖擊下仍能穩定工作。該成果不僅顯著提升了超薄柔性溫度傳感器的綜合性能，更為發展下一代電子皮膚、可穿戴設備等柔性智能感知系統提供了關鍵的技術支撐。
該研究成果以Water-Soluble GeO2?Transferred Ultrathin PI/MnCo2O4/Ta2O5Heterostructures for High-Sensitivity Flexible Temperature Sensors with Extreme Stability為題發表于ACS Applied Materials & Interfaces，碩士研究生嚴習君為第一作者，宋育賢助理研究員和孔雯雯研究員為共同通訊作者。該研究工作得到國家重點研發計劃、新疆天山英才、新疆維吾爾自治區自然科學基金等項目的資助。
圖 1 PI/MnCo2O4/Ta2O5柔性溫度傳感器
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