随着人口老龄化时代的到来和个人保健意识的增强，柔性应变传感器作为可穿戴电子设备的重要组成部分逐渐称为热门话题。对于高精度应用场所，大多数可拉伸应变传感薄膜对外界载荷表现出非线性电响应，导致复杂曲面下信号采集的准确度下降和后期信号的零校准难度上升，严重阻碍了其进一步发展。因此，结合应变传感器的实际应用需求，制备出在宽应变监测范围内具有高线性度的传感材料至关重要。

本工作中，我们首先通过低温转印技术得到了Janus苯乙烯-丁二烯共聚物 (SBS) 薄膜，再利用简单的刮涂法将聚苯乙烯 (PS) 微球规则分布于表面微图案化SBS薄膜表面。弹性体薄膜上的异质模量微阵列结构在拉伸时引起局部应变集中，阻止拉伸微裂纹的快速扩展，避免贯穿式裂纹的形成和输出电阻不稳定上升的现象。此外，由于两种聚合物和银离子之间存在不同的吸附力，银纳米粒子导电层在SBS基底和PS微球上的原位生长密度不同，从而导致产生异质导电特性。这种阵列分布式的异质区域可以调节拉应变下的局部电子传输路径，从而在更宽的应变范围内保持导电路径的连续性。因此，Janus 异质结构弹性体薄膜应变传感器可维持50% 拉伸应变和低压缩应变下的电信号线性响应特征，从而以高分辨率监测呼吸和身体运动，以及作为盲文键盘帮助聋哑人进行触摸识别。此工作揭示了一种简单且可扩展的材料制备技术，可用于快速高效地制造下一代可穿戴电子设备或电子皮肤的线性应变传感薄膜。

He-Qing Shao, Kai-Dong Wei, Tao Gong, Jin Jia, Chun-Yan Tang, Xiang-Jun Zha, Kai Ke*, Rui-Ying Bao, Kai Zhang, Yu Wang, Wei Yang*, Elastic Janus Microarray Film Strain Sensors with Heterogeneous Modulus and Conductivity for Healthcare and Braille Identification. Advanced Functional Material 2024, 2316134;

录用时间: 2024年3月25日  http://doi.org/10.1002/adfm.202316134