文章信息
柔性摩擦电压力传感器结构设计及应用的研究进展
王荟琪1，张会1,2,3,4，李亚鹏1,2,3,4，冯伟1，武泽园1，李仕琳1，杨旋1，张建华1
1陕西理工大学材料科学与工程学院，陕西 汉中 723001；2起落架及飞机结构件加工检测陕西省高校工程研究中心，陕西 汉中 723000；3陕西省“四主体一联合”飞机起落架先进制造及航空零组件性能测试校企联合研究中心，陕西 汉中 723000；4陕西高校青年创新团队，陕西 汉中 723000
引用本文
王荟琪, 张会, 李亚鹏, 等. 柔性摩擦电压力传感器结构设计及应用的研究进展[J]. 化工进展, 2024, 43(10): 5601-5611.
DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1690
摘要
伴随着人工智能化和可持续能源的发展，柔性摩擦电压力传感器凭借轻量化、小尺寸、低能耗、可拉伸以及优异的电气性能等优点在人体运动及健康监测、智能医疗和人机交互等领域显现出强大的发展潜力。但是截至目前，对于柔性摩擦电压力传感器如何通过结构设计获得高指标性能是目前所面临的关键问题。在未来，柔性摩擦电压力传感器会更注重微结构的设计与传感性能的构建。因此，本文基于柔性摩擦电压力传感器的原理，总结并概述了影响柔性摩擦电压力传感器性能的核心因素，即核心元件材料的选择和结构设计。同时重点阐述了三种不同结构设计柔性摩擦电压力传感器的工作方式，揭示了不同类型的结构对其性能的影响。此外，还总结了该类传感器目前的应用领域及存在的瓶颈问题。最后指出了柔性摩擦电压力传感器未来的发展趋势，新型材料和结构设计有机结合将有利于进一步推进柔性摩擦电压力传感器实现量产化的市场需求。
传感器是一种能将外界的某一或某种信号转换为电信号的装置。国家“十四五”规划纲要中明确提出“要聚焦传感器等关键领域，加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用”。伴随着物联网的蓬勃发展，电子信息技术和计算机技术交叉融合，传感器已经与民生紧密相连，如压力传感器能够精确地测量各种压力并实现监测运动、心率和睡眠状态等，进一步拓展了其应用领域。然而，传统的压力传感器在健康检测中存在刚性大所带来佩戴不适感、传感效果差以及尺寸大等缺点。为了弥补传统压力传感器的不足，轻量化、小型化、可耐弯曲及优异电气性能的柔性压力传感器已成为智能化传感器在电子皮肤、运动监测以及健康监测等研究的核心热点问题之一。
柔性压力传感器是一种将待测物所受到的力转换为电信号的一类传感器，根据其传感机制可分为压阻式、电容式、压电式和摩擦电式。其中，压阻式和电容式传感器皆需要依靠外部电源来维持正常工作。然而，传统电池的使用寿命很短，阻碍了柔性压力传感器的实际应用。压电式传感器主要依赖于压电材料，存在输出性能低、灵敏度低和稳定性差等缺点。为了解决能源短缺所带来窘迫局面，迫切需要开发一种便携、稳定和灵活的电源来驱动此类电子设备。众所周知，人在一天运动中可以输出大量的机械能，如行走、身体部位的运动（转动关节或摆动手臂），甚至是身体与衣服之间产生摩擦，一旦这些能量被很好地收集并利用起来，可很好地为可穿戴电子设备供电。2012年Wang等首次提出了摩擦电纳米发电机（triboelectric nanogenerators, TENG），经过几年的发展，TENG的材料和结构被不断优化，具有简单、重量轻、能量转换效率高等优点，并在收集人结构体运动不规则和低频的机械能方面展现出独特的优势。因此，近年来，基于TENG的柔性摩擦电压力传感器（triboelectric pressure sensors，TPSs）成为了研究热点。TPSs可以满足多种应用场景和环境的需求，尤其是在人体运动监测（motion monitoring）、健康监测、智能医疗（smart healthcare）和人机交互（human-machine interaction）等方面皆具有较高的研究价值和应用前景。
目前，关于柔性压阻式传感器的研究，李凤超等和汤桂君等已详细概述了柔性压阻式压力传感器的结构和原理，并认为传感器性能与材料的结构设计有直接关系，尤其是材料呈现出不同形态的时候，如零维、一维和二维材料会对器件的性能产生重要的影响。但关于柔性TPSs的结构设计却鲜有报道。柔性TPSs具有制备简单、成本低、材料选择广泛和性价比高等特点，有望成为未来传感器的重要组成部分。基于此，本文拟对柔性TPSs的传感机理、传感材料微结构的设计与发展进行总结；重点讨论微结构对传感性能的影响以及结构的设计依据。同时，对柔性TPSs的应用前景进行总结和展望。
1
柔性摩擦电压力传感器的工作模式和原理
TENG有四种工作模式，分别为垂直接触分离模式、横向滑动模式、独立模式和单电极模式。如图1所示，它们的工作机理皆是基于摩擦起电和静电感应耦合作用。在实现整个传感的过程中，产生摩擦起电的两种摩擦材料被称为摩擦电极，在外电路中连接实现电子传递的电极被称为感应电极。垂直接触分离模式是沿垂直于两个电极的方向运动以实现接触分离，极板上的电荷会发生转移，从而在外部电路中形成电流，如图1(a)所示。横向滑动模式是两个电极沿x轴方向发生相对滑动，电荷通过外部电路在两个电极之间不断传递，从而产生交流电，如图1(b)所示。独立模式中摩擦材料沿水平方向滑动穿过两个电极，在每个电极上产生电荷，带负电荷的电子通过外部电路在两个电极之间流动，从而产生交流电，如图1(c)所示。单电极模式中通常涉及产生分离运动的摩擦材料，在电极和大地间形成一个闭合电路，从而产生电流，如图1(d)所示。由于柔性TPSs主要采集人类的低频生理信号，而压力是相对垂直于所接触的物体并作用于传感器上，因此垂直接触分离模式是TPSs的主要工作模式。
图1 TENG的四种工作模式
垂直接触分离模式的工作原理是将两种具有不同摩擦电特性的材料垂直放置在彼此相对的位置，当受到外部刺激时，两个摩擦电极相互接触，由于静电感应的作用，两个摩擦电极的表面会产生电性相反的电荷，如图2(a)所示；当外部压力消失时，两个摩擦电极发生分离，在两个电极之间产生电荷数量开始下降，这会导致电子的转移量过载，如图2(b)所示。当外层摩擦电极层释放到极限位置时，两个电极之间的电压将达到最大值，如图2(c)为这种状态下的等效物理模型。而当再次施加外部压力时，摩擦电极层将闭合，如图2(d)所示。在施压的过程中电子发生转移，电极间的电压逐渐消失，重新达到电荷平衡。这种模式只有在密切接触状态和完全分离状态之间循环切换，才能保证TENG正常运行。图2(c)所示的电子转移等效物理模型，由高斯定理求得的各区域的电场强度分别为式(1)~式(3)。
图2 垂直分离模式工作原理图
式中，E0、E1和E2分别表示间隙、摩擦电极1和摩擦电极2的电场强度；σ0表示摩擦电荷密度；ε0表示真空中的介电常数；Q表示电子转移量；ε1表示相对的摩擦层的介电常数。
因此，两个电极之间的电压表示为式(4)和式(5)。
式中，d1、d2和dt分别表示摩擦层1的厚度、摩擦层2的厚度和间隙距离。
在不存在压差的条件下，不会发生电荷转移，这意味着电子转移量为零。即开路电压（Voc）表示为式(6)。
由式(6)可知，由于在确定TENG压力传感器的材料时，材料的介电常数是一个恒定值。因此，摩擦层的微观结构可以被看作是一个间隙层，而在之前的研究中也已证实了电压的变化与间隙的变化是呈线性关系。
2
柔性摩擦电压力传感器的核心元件材料
TPSs的核心元件材料主要包括摩擦材料和电极材料，对柔性TPSs材料而言，在选择传感器的材料时，不仅要考虑其电负性、敏感性和稳定性，还要考虑其在应用中表现出的耐磨性和舒适性。
2.1
摩擦材料
摩擦材料是柔性TPSs的重要组成部分和传感基础。几乎所有的材料在相互摩擦时都会产生电荷转移，只是不同材料获得或失去电子的能力不同，如图3所示为常规材料的摩擦电序列，可为摩擦材料的选择提供依据。在众多摩擦材料中，因聚四氟乙烯（polyethylene terephthalate，PTFE）、聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）、聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）等材料具有较好的柔性、可扩展性和电负性等优点，成为TENG的常用摩擦材料。
图3 常规材料的摩擦电序列
（颜色越深，正/负电性越强）
2.2
电极材料
常用的电极材料有金属纳米材料、导电高分子材料、碳基导电材料以及复合材料等。常用电极材料TPSs的性能如表1所示。金属纳米材料是目前研究中较为广泛的电极材料，Shi等将银纳米线（Ag NWs）电极夹在热塑性聚氨酯（TPU）摩擦层中，以聚乙烯醇/壳聚糖（PVA/CS）衬底作为TPSs的感应电极制备出了可穿戴的柔性传感器。An等采用金纳米线（Au NWs）电极作为感应电极，制备出用于电子皮肤的TPSs，最大可承受500%的应变。导电高分子材料具有较好的拉伸性能，在制备柔性TPSs方面显示出了巨大的潜力。Wen等采用聚乙烯醇-聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT-PSS）作为感应电极，获得了具有透明性和可拉伸性的TENG，并解决了PEDOT-PSS薄膜整体实际应用于可拉伸TENG中的问题。然而，传统的导电高分子材料化学稳定性较差，在应用方面存在一定的局限性。研究人员发现凝胶电极材料不仅具有较好的透明度，还具有良好的生物相容性，更适合用于制备应用于人体皮肤的传感器和可穿戴设备中。例如，Liu等采用高离子导电水凝胶（STCH）作为感应电极获得了一种具有优异电学性能和机械性能的可拉伸TENG，其优越的物理性能主要来源于STCH较高的拉伸性（850%）、透明度（85%）、机械性能（可弯曲、折叠和扭折）和电导率（1.243S/m），在柔性电子产品的开发中具有很大的应用潜力。
表1 常用电极材料的TPSs性能
碳基导电材料如碳纳米管（carbon nanotubes，CNTs）、石墨烯（graphene，Gr）和氧化还原氧化石墨烯（reduction of graphene oxide, rGO）等化学稳定性好且来源广泛，作为感应电极还具有较好的生物相容性。Cao等利用CNTs和丝网印刷技术设计一种TENG，其具有高导电性（0.2kΩ/sq）和高透气性（88.2mm/s），可在普通织物上进行大规模生产制造。Lee等采用PDMS作为摩擦电层，两层Gr作为电极，设计了一种具有超薄网状结构可伸缩的TENG，在10.6~101.7kPa的压力范围内，灵敏度为0.274V/kPa。然而，因碳基导电材料具有较高的模量（1TPa），限制了传感器灵敏度性能的进一步提高，这一缺点促使研究者们寻找新的材料以提高TPSs的灵敏度。MXene（Ti3C2Tx）是一种新型的二维碳基导电材料，具有优异的导电性（>2000S/cm）、较宽的层间距以及大量能促进表面键合的活性基团（—F、—OH或==O等），因此成为了热门的感应电极材料。Fan等以MXene/纤维素纳米纤维（Cellulose nanofibers，CNF）作为电极层，并与橡胶摩擦层组装成得到了TENG。TENG可输出400V电压，并根据拉伸、弯曲和折叠的不同情况产生特定的峰值信号。Luo等以MXene/PVA作为电极材料制备了TENG，其在拉伸时具有优异的输出性能，拉伸性可达200%，可拉伸长度与短路电压具有较好的线性关系。此外，还对机械刺激显示了超高的灵敏度。
为了改善电极材料的物理性能以及提高TENG的输出性能，选用两种或两种以上不同类型材料所制成的复合电极材料成为了近年来的研究热点。例如，Zhou等设计了一种柔性多层结构的rGO与Ag NWs复合电极材料[图4(a)]，通过在Ag NWs引入另一种导电纳米材料来解决电子皮肤输出电信号时的不稳定性，多层Ag NWs/rGO的协同效应使TENG获得了优异的可拉伸性能（200%的应变）。Yang等研制了一种由MXene/PDMS和Ag NWs-激光石墨烯（LIG）泡沫复合材料组成的TENG[图4(b)]，多孔Ag NWs/LIG复合膜作为电极层，不仅制备简单成本低、电导率高（62.5S/cm），还获得了较大的比表面积（340m2/g），极大地提高了电极材料的输出电压和电流。
图4 复合电极材料的结构示意图和实物图
3
柔性摩擦电压力传感器的微结构设计
随着柔性摩擦电压力传感器在柔性电子皮肤、可穿戴器件及健康监测等领域的应用市场及需求逐渐增大，这对柔性摩擦电压力传感器的传感性能也提出了更高的要求。因此，需要针对摩擦电压力传感器的摩擦电材料的微结构进行设计和调控。柔性摩擦电压力传感器中主要有三种微结构类型，分别为几何微结构、非几何微结构和仿生微结构。
3.1
几何微结构
几何微结构主要包括微纳米线结构、微柱结构、微金字塔结构及微锥形结构等。其中，微金字塔结构是最为常见的微结构，Fan等制备出一种由氧化铟锡（ITO）-聚酯纤维（PET）-PDMS组成的三明治结构的TENG[图5(a)]，研究了不同形态（扁平状、微纳米线、微立方体以及微金字塔）的PDMS结构对其输出性能的影响，结果发现具有金字塔结构的PDMS表现出较高的输出效率和灵敏度[图5(b)]。此外，通过增加形变接触面积来提高传感性能的几何微结构还包括柱状结构、圆顶状结构。Tcho等研究了PDMS摩擦层分别为柱状（pillar shape，P-PDMS）和圆顶状（dome shape，D-PDMS）结构对传感器性能和耐用性的影响[图5(c)]。由于在施加相同的外力下，圆顶状纳米结构比柱状纳米结构更容易变形，产生了更大的接触表面积和位移，引起了更多数量的电荷积累在圆顶型表面[图5(d)]，从而获得了更好的传感性能。目前，相关已经证实了具有几何微结构的TENG是获得高灵敏度柔性TPSs的方法之一。
图5 不同几何微结构的实物图和输出性能
另外，研究人员认为呈现出层次化的几何微结构往往具有更高的传感性能，但需要考虑实际的制备成本和工艺。为了使柔性TPSs的制造成本和高性能达到平衡，Chung等采用CO2激光烧蚀和PDMS铸造相结合的方法制备出了Al/PDMS的TENG[图6(a)]。通过对比低密度微针（low density-microneedles，LD-MN）、高密度微针（high density-microneedles，HD-MN）和重叠微针（overlapped-microneedle，OL-MN）结构对TENG性能的影响，发现OL-MN-TENG的Voc为123V，短路电流（Isc）为109.7μA，分别是LD-MN-TENG（Voc为33.6V，Isc为29.5μA）的3.6倍和3.7倍[图6(b)]，这主要是因为在一定的单位表面积内增加了OL-MN结构的受力密度，产生的摩擦电荷量也就越大，TENG的输出性能就越好[图6(c)]。在此基础上，Ke等采用相同的方法制备了重叠微针（overlapped microneedle，OL-MN）、重叠两高微针（overlapped two-height microneedle，OL-TH-MN）和重叠深两高微针（overlapped deep two-height microneedle，OL-DTH-MN）三种结构的Al/PDMS TENG。由于大幅增加了OL-DTH-MN结构的高度和宽度，提高了总接触面积，在摩擦过程中转移更多的电荷，OL-DTH-MN TENG的Voc高达167V，Isc为129.3μA，力传感器和压力传感器的线性灵敏度分别约为1.03V/N和3.11V/kPa，远高于传统的TPSs。
图6 LD-MN、HD-MN和OL-MN的输出性能及变形行为
3.2
非几何微结构
在几何微结构的基础上，研究人员发现可以通过构建非几何微结构来增加接触面积进而提高TENG表面的电荷密度和电输出信号。非几何微结构往往是通过物理或化学方法得到的，例如Maharjan等通过热压技术在金刚砂纸上随机压印，获得了在超低压（0.2~1 kPa）、低压（4~25kPa）、中压（30~180kPa）和高压范围（200~1450kPa）内灵敏度分别为0.77V/kPa、0.5V/kPa、0.07V/kPa和0.02V/kPa的TENG。Zhang等采用电化学沉积方法在碳纸上沉积聚吡咯纳米阵列，获得了灵敏度分别是纯碳纸的2.35倍和2.17倍的TENG。
通过增加材料表面的粗糙程度所形成的非几何结构也是进一步提高TPSs性能的有效方法。Liu等报道了一种纳米褶皱结构的PDMS/聚偏氟乙烯（PVDF）复合薄膜（PPCF）的TENG，并在PPCF上制备圆柱结构、立方结构、金字塔结构和褶皱结构[图7(a)]。褶皱结构在铝箔模板上排列的平均线距为320nm，相比于其他三种结构直接将有效接触面积提高了2~4倍，因此褶皱结构TENG的Voc和Isc方面比其他结构具有优势[图7(b)]。研究人员还发现粗糙的多孔结构能有效地提高传感器的输出性能，较多的孔隙使材料具有更大的接触面积和更强的电荷存储能力。例如，Wu等以多孔PDMS泡沫和Ag NWs为材料制备了一种粗糙多孔的TNEG[图7(c)]，在10N压力下的输出电压和电流分别高达78.7V和26.5mA，分别是纯PDMS TENG的9倍和3倍。这主要是由于三维多孔网络的压缩能力更强，在相同的机械力作用下，接触面积和电容量增大，摩擦电和静电感应也相应增强。
图7 不同非几何结构的结构及输出性能
3.3
仿生微结构
研究者发现通过仿生模板法制备的TENG可进一步提高TPSs的传感性能及实用舒适性。Ouyang等研究了一种由PVA和PVDF纳米纤维组成的蜘蛛网结构摩擦电极[图8(a)]。由于网状结构的稳定性使其具有较高的压力灵敏度（0.48V/kPa）和检测范围（0~135kPa），如图8(b)所示。Yeh等研制了一种仿生鲨鱼皮的TENG[图8(c)]，其独特的表面形貌赋予了固体摩擦电层疏水性，防止传感过程中液态金属的黏附，有利于实时监测信号的灵敏度和稳定性。经过1000次折叠、拉伸和扭转循环测试后，输出电压保持在32V左右稳定，显示了其实际应用中的耐用性[图8(d)]。此外，该装置还具有优异的防污清洁能力。Zhu等以玫瑰花瓣微结构为模型制备出了一种具有层次化纳米结构花纹的PDMS摩擦层[图8(e)]，直接扩大了PDMS传感层的有效接触面积，提高了接触而产生的表面电荷密度，进而提高了传感性能。在0~75kPa和75~250kPa的压力范围内，灵敏度分别为71.52mV/kPa和10.87mV/kPa[图8(f)]。同时，经过23000个连续工作循环，电压信号也没有衰减，具有较好的稳定性。Ji等受人体皮肤的启发，研发了一种由低介电常数（low-k）微纤毛阵列、高介电常数（high-k）粗糙表面和微圆顶阵列组成的新型混合介电材料。这种新型混合介电材料可实现1000kPa的超宽压力传感范围，该压力范围内的灵敏度约为0.196mV/kPa，线性度为0.99，在300kPa的高压下超过5000次工作循环后依然能输出较为稳定的电信号。自然界为柔性TPSs的微结构设计提供了广泛的参考，在一定程度上，仿生微结构能提高传感器性能，是柔性TPSs微结构设计的重要发展方向。
图8 不同仿生结构的结构及输出性能示意图
上述文献已经证实，不同微结构设计会对柔性TPSs的传感性能产生重要影响，如几何微结构具有可控性、可复制和制备较为简单的优点，但线性范围普遍较窄，适用于低压区（1~10kPa）监测脉搏、心跳等生理信号；而非几何微结构可以提高传感器的传感性能，检测范围比几何微结构宽，可用于监测中压区（10~100kPa）运动训练等生理信号；对于仿生微结构而言，其生物相容性好，检测线性范围宽，可用于大压力区（>100kPa）范围的监测。因此，结构设计将是未来柔性摩擦电压力传感器的智能化发展的重要研究方向。
4
柔性摩擦电压力传感器的应用领域
随着物联网技术的快速发展，柔性TPSs在智能医疗、运动监测及人机交互等诸多方面展现出了巨大的应用潜力，如图9所示。
图9 TPSs在智能医疗、运动监测和人机交互方面的应用
4.1
智能医疗
目前，智能医疗正在改变人们健康生活的方式，通过监测生理信号可获得健康状态或预防突发性疾病。Meng等以镀银聚酯织物为电极制作了一种柔性可拉伸的TENG，可准确获取老年人和弱者的脉搏波信号，并通过智能手机上的APP界面将患者的健康数据进行无线传输和显示，用于心血管疾病的评估和诊断，如图9(a)所示。Babu等研制了一种尼龙纳米纤维的TPSs，可根据声带的状况识别不同的声音信号，帮助医务人员及时发现与喉部并发症相关的神经源性语言障碍、肌张力障碍、声带麻痹和语言延迟或障碍等疾病[图9(b)]。Li等研究了一种多尺度金属网电极的TENG集成摩擦电压力传感器的呼吸阀面罩，可实时检测不同呼吸状态下的呼吸强度和频率，实现呼吸监测和识别。此外，具有可降解性和生物相容性特点的TPSs在植入式医疗中具有广阔的发展前景。例如，Niu等采用蚕丝和Mg制备了一种可生物降解的TENG，其具有良好的生物相容性、可生物降解性和可控制寿命等优点，用于监测脉冲信号，未来有望成为人类健康监测和医疗保健的植入式传感器。
4.2
运动监测
TPSs还可以对运动过程进行动态监测和及时反馈，避免过度运动对身体导致损伤。Lou等研制了一种透气的全纤维结构摩擦电压力传感，可用于检测人体关节（腕、肘、膝和踝）的弯曲角度，并通过对人体的脉搏进行监测，为健康评估和医学诊断提供一定的依据。同时，为了提高运动员的竞技状态，提供合理的训练评估，Shi等研发了一种透气和抗菌的电子皮肤用于排球接收统计和分析中的自供电传感，将电子皮肤附着在手臂上，可以监测排球的接球统计，帮助教练制定合适的比赛策略以辅助排球训练[图9(c)]。Hou等研制了一种灵敏度高、检测范围广的柔性可拉伸TENG，在TENG上打篮球时，输出的电压信号可以明显地反映打篮球的节奏和强度，可用于实时监测篮球训练。此外，TPSs也可用于特定环境下对人体安全进行监控。Sun等研发了一种用于高温环境下（>200℃）的TPSs，通过感知和识别7种运动信号（包括平路行走、下坡行走、跑步、右脚跳跃、双脚跳跃、上楼以及下楼）的变化来判断危险情况，实现监测消防人员或工业人员安全的目的[图9(d)]。
4.3
人机交互
随着各种智能终端以及物联网技术的普及，人机交互正发挥着重要作用。Lu等采用聚丙烯酰胺（PAAM）和氯化锂（LiCl）为原料制作了一种离子凝胶的自供电压力传感器（PL-TENG）来监测驾驶员的状态，通过将传感器附着在驾驶员的面部和颈部来检测驾驶员闭眼、闭口以及颈部转动的时间和频率，通过判断驾驶员的驾驶状态[图9(e)]有效解决由疲劳和分心驾驶所引发的交通事故。Yang等采用聚乙烯醇/植酸（PVA/PA）制备了一种附着在患者手指上的柔性可拉伸TPSs，只需轻轻弯曲手指即可成功传递诊断时的需求[图9(f)]，更好地实现医患之间直接信息交互。此外，TPSs还具备较好的触觉感知能力。Qu等将TPSs与机器学习相结合，研制出了超越人类感知触觉能力的智能手指。将其应用于智能机器人中，它能准确地识别各种材料的种类和粗糙度，识别准确率达96.8%，为智能机器人更好地实现感知触觉提供了新思路。
5
结语与展望
从柔性TPSs设计角度出发，围绕着其工作原理和性能的要求。本文重点介绍了几何微结构、非几何微结构和仿生微结构对柔性TPSs性能的影响；同时从材料研发的角度出发，分析了几类电极材料对其重要物理参数的影响；系统讲述了柔性TPSs在智能医疗、运动监测及人机交互等领域取的应用。为满足柔性TPSs在未来人工智能领域的需求，探究结构设计和TPSs的灵敏度、检测范围、线性度和响应时间等性能参数之间的关系，夯实柔性TPSs理论基础，为TPSs的加工和制备提供了技术储备。此外，结合TPSs的应用，开发出具有自洁性、可洗涤性的柔性TPSs是未来的一大研究热点。因此，通过柔性TPSs结构设计和材料制备，结合计算机技术、电子信息技术，基于多数据传感融合技术，将实现高效、实时和准确的传感，推进我国人工智能领域的发展。
作者简介
第一作者：王荟琪，硕士研究生，研究方向为功能材料的开发与应用。
通信作者：张会，教授，硕士生导师，研究方向为功能材料的开发与应用；李亚鹏，副教授，硕士生导师，研究方向为功能材料的开发与应用。
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