第十五届全国表面工程大会

基于裂纹和褶皱结构的非晶碳基柔性传感器，兼具高灵敏度（GF大于2300）及大拉伸范围（ε~50%），成为柔性传感器领域的研究热点之一。受限于非晶碳高应力及裂纹随机性，器件性能优化及可控制备仍是挑战。本文提出微观结构与形貌协同优化思路，采用简单的等离子体改性结合金属掩膜设计，成功实现PDMS基体规则微纳织构调控，避免了现有柔性基体表面微结构制造工艺复杂、成本高、易损伤等制约；采用直流磁控溅射非晶碳膜协同微纳织构化PDMS基体策略，实现了基于有序可控结构化的非晶碳基柔性传感器制备。优化传感器最大GF超过13300，ε高达50%，重复性超过9300次循环，并初步实现了手指、手腕及手肘等人体运动监测。此外，微结构引入实现器件润湿性转变，该传感器在45%RH-95%RH湿度范围，具有良好动态响应能力与重复稳定性，表现出湿度/应变双响应传感应用潜力。
 

非晶碳膜；等离子体改性；微纳织构；柔性传感器