新型柔性触觉传感器的材料和器件开发

该提案的目的是要开发一种适应人体的新型柔性触觉传感器（flexible tactile sensor）。传统的人体传感器存在着透气性不良，舒适性不佳和生物兼容性差等缺点。我们将从传感器的材料入手，通过采用新工艺、新方法，制造出符合人体生理特点的高灵敏度传感器。聚偏二氟乙烯及相关的聚合物具有良好的压电、铁电及热电性能，同时，它们也具有良好的化学稳定性和纤维可纺性。由该材料制成的纳米纤维薄膜在触觉传感器方面具有很大的潜在优势。在此，我们提案以聚偏二氟乙烯及其共聚物为基本原料利用静电纺丝技术开发柔软性传感器，以满足人们在健康监测，疾病治疗以及曲面应力检测方面的需要。同时我们希望通过柔性传感器的材料和器件开发能进一步认识聚合物的结晶过程，以及材料纳米结构与传感器性能之间的关系。

本提案旨在开发一种应用于人体或者曲面体方面的新型柔性触觉传感器，研发与其相关的功能高分子材料、程序方法和实验手段，同时兼顾低成本路线，对制备过程进行优化。静电纺丝技术作为一种制备纳米纤维薄膜的便捷有效的方法，用于加工传感器材料具有很大的优势。聚偏氟乙烯及其相关的共聚物具有良好的压电、铁电、热电性能。另外，此类聚合物具有良好的电纺性能和稳定的化学性质。本提案利用静电纺丝技术，电纺聚偏氟乙烯及其共聚物形成纳米纤维膜，开发出具有质轻柔软、透气良好、适应复杂生物环境及灵敏度高等优点的柔性触觉传感器，弥补了传统的传感器在人体触觉感应方面不透气、生物兼容性差等不足，满足在人体健康监测和疾病治疗等不同弯曲程度表面上的应用要求。同时研究了聚合物不同结晶类型之间相互转变的条件和关系，探索了高分子纳米纤维结构与性能的关系。