想像一下，一組靈活的觸覺感測器黏附在您的皮膚表面，提供對來自身體各個部位的生物力學訊號的可自訂檢測。由於最近的研究，這種虛構的超材料即將成為現實。

在一個學習發表在期刊上科學進步北京大學的研究人員開發了一套靈活的、模組化的觸覺感測器，利用3D微應變片作為感測單元，實現壓力的高密度映射、生物力學訊號的無線監測以及溫度、法向力和剪切力的解耦測量。

該論文的通訊作者、北京大學的韓夢迪解釋說：「這些3D 微型應變計為開發柔性觸覺感測器和電子皮膚提供了令人興奮的可能性。透過使用與光刻技術相容的工藝將平面應變計轉變為3D 形式，我們可以擴展感測模式並提高觸覺感測的空間密度。

由薄膜應力驅動的3D微應變片表現出良好的一致性和穩定性，表現出優異的平行化和批量處理能力。此製程與微加工（製造微米級及以下微型結構的製程）完全相容，快速且穩定的轉移方法可實現與微電子和微電子的無縫整合。

「基於3D微應變片的加工技術，我們可以快速客製化感測器的性能。」博士陳旭說。韓實驗室的學生，也是論文的共同第一作者。

“透過調整3D微結構的形狀、每層薄膜的厚度以及封裝聚合物的厚度，可以輕鬆改變觸覺感測器的靈敏度和其他性能。”這為快速客製化滿足各種需求的柔性觸覺感測器和電子皮膚提供了堅實的基礎。

「每個柔性感測器包含四個正交定向的3D 微應變計，可以精確解耦法向力和剪切力，以確定外力的方向和大小。該感測器還包含一個溫度感測模組，」博士Yiran Wang 指出。韓實驗室的學生，也是論文的共同第一作者。

「我們還設計了一個抗串擾電路，以支援使用我們的 3D 微應變儀陣列對皮膚界面處的法向力和剪切力進行時空映射，」Wang 補充道。

這些 3D 微應變計顯示出與微電子學和宏觀電子學的兼容性，並為從機器人到生物醫學和生物醫學的潛在應用提供了機會。消費性電子產品。這種技術方法增強了柔性觸覺感測器的感測性能和整合解決方案，預示著微電子和微電子領域的巨大機會。