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柔性電子技術作為全球十大前沿技術之一,能賦予電子器件獨特的柔性與延展性,是未來電子科技的發展方向,是人類智能時代的科技基礎。柔性傳感器是柔性電子的核心組件,具有良好的柔韌性、延展性,結構形式靈活多樣。其制造技術的發展將引領智慧醫療、可穿戴設備、人機交互等領域的發展,引發新一輪科技革命和產業升級。

  華東理工大學柔性傳感器研發團隊由來自物理、材料、商學、藝設等4個學院,8個專業的13名清一色本科生組成。他們設計傳感結構、開發功能墨水、升級制造工藝,歷經四年技術攻關,制備出能夠實現溫度、濕度、壓力三種傳感的高精度柔性傳感器,將課程引發的靈感一步步實現。

  志同道合,眾人拾柴火焰高

  來自物理學院的唐榿澤、范世昌等4名團隊成員在學習相關課程時都認識到現有傳感器無法彎曲折疊,應用場景受限且電子設備要想實現真正的可彎曲、可折疊,傳感器柔性化勢在必行。他們一拍即合,主動聯系納米電子材料與器件課題組,想要圍繞柔性傳感器開展相關研究。幸運地是,他們在這里遇到了正在圍繞功能性電子墨水開展研究的來自材料學院的潘一、王保余、趙珩宇三人,而功能性電子墨水正是解決傳感器柔性化的關鍵一環。就這樣,團隊架構得到進一步完善,組成了一只學科交叉、專業互補、具有強大凝聚力和戰斗力的本科生科創團隊。

  學思踐悟,瞄準未來技術實現開道超車

  研發初期,團隊成員經過討論,組建了以唐榿澤、趙珩宇為骨干的結構設計開發小組聚焦傳感技術;以王保余、范世昌為骨干的功能墨水開發小組攻克墨水技術。研發過程中團隊成員緊密合作,針對遇到的問題積極地和老師溝通,明確改進方向。其中,因實驗條件的限制,身處奉賢校區的他們需要乘坐約40分鐘的車程前往徐匯校區開展實驗,但這并沒有影響到他們。他們每一次前往徐匯校區前都做了周密的安排,候車、步行的時候抓緊時間討論,不浪費一分一秒。功夫不負有心人,他們先后攻克輻射交聯、填料復配、增材制造三大技術,并在自主設計的傳感器多級微結構上得到很好應用。歷經四年,團隊已具備多功能柔性傳感器核心設計與制備,功能性墨水設計與配制,大面積全印刷批量制造等核心能力,能夠解決柔性傳感器響應慢、靈敏度低、穩定性差、集成化不夠、串擾影響嚴重和規模化制造難等關鍵技術難題。

  知行合一,實踐是檢驗成果的唯一標準

  研發成功后,團隊成員積極地前往各地進行走訪和調研,通過送樣試用等方式對開發的高精度柔性傳感器性能進行檢驗,得到了醫療健康、消費電子等領域公司的高度認可。目前,可應用于發熱織物的溫度柔性傳感器已完成中試,實現規模化生產,已于上海比諾星簽訂120萬的意向訂單;可應用于紅光面膜儀的溫度-濕度柔性傳感器制備工藝成熟,已于廈門銀方簽訂160萬的意向訂單。

  展望未來,團隊成員們明白科技創新是第一生產力,如何結合自身所長,利用優質資源,發揮團隊優勢,攻克卡脖子難題,引領柔性傳感技術是國家所需、人民所想、我們應做的。華東理工大學柔性傳感器研發團隊愿意接過這一重擔,用高精度柔性傳感器助力開啟智能美好生活!