AFM：基于人体指尖皮肤的仿生多功能传感器

　　相对于人体其他部位皮肤，指尖皮肤在感受外界压力，物体表面粗糙度，温度以及湿度等外部刺激方面具有很高的灵敏度。

　　近年来，由于电子皮肤在健康监测以及人工智能等方面的应用潜力，模仿人体指尖皮肤制备柔性可穿戴传感器引起了研究者们的广泛的研究兴趣。但是，目前的柔性电子传感器件大都只针对某一种外界刺激进行检测，而且生产成本相对比较高。

　　香港城市大学材料科学与工程系Vellaisamy A. L. Roy副教授课题组与南方科技大学化学系许宗祥副教授合作，通过运用低成本的石墨粉与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料，砂纸和NaCl作为模板，制备具有表面微观结构的石墨/PDMS多孔薄膜作为响应层，模拟皮下感应器。运用砂纸作为模板，制备具有表面微观结构的PDMS柔性衬底，模拟指尖表皮微观结构。通过优化器件结构，把具有微观结构的薄膜材料组装到一起，制备了一种能够感知外界温度，物体表面粗糙度以及压力信号的高灵敏传感器件。

图a和b为砂纸在不同放大倍数下的SEM图，图c和d为复合材料不同放大倍数下的表面微观结构，图e为NaCl颗粒的SEM图，图f为复合材料SEM截面图。

图a为器件在不同温度下的I-V曲线，图b为相对电流变化随温度的变化曲线，图c为传感器件对具有不同温度水的检测。

图a,b,c分别为器件结构图与表面粗糙度检测原理图，图d,e,f分别为普通A4打印纸，#800砂纸，#120砂纸SEM图，图g,h,i是对具有不同粗糙度表面的检测信号图。

人体脉搏信号实时监测图

　　该研究的意义在于，通过简单的制备方法就可以得到具有表面微观结构的海绵状薄膜材料，生产成本低，可大面积生产，对于研究多功能材料提供了新思路。

　　相关研究成果以“Fingertip-Skin-Inspired Highly Sensitive and Multifunctional Sensor with Hierarchically Structured Conductive Graphite/Polydimethylsiloxane Foams”为题发表在近期的Advanced Functional Materials上。