柔性压力传感器可将机械刺激调节成电信号，以终了与环境的友好交互。电容型柔性压力传感器不仅不错检测静态压力，还能同期检测动态压力，其信号也较为融会，因此被泛泛征询与应用。但这类传感器的反馈速率频繁较慢，处于数十毫秒量级（对应频率带宽为数十赫兹）。这与算作介电层的软材料对动态压力的反馈时期进出至少6-7个数目级（反馈时期为纳秒级别，对应频率带宽可到亿赫兹水平）。这种权臣的各异主要来自于两个方面：一是材料的粘弹性，二是电极与介电层界面在动态加载与卸载进程中的能量耗散。但是，昔时十多年来，征询东谈主员并没成心识到微结构界面的能量耗散对反馈速率的影响。

针对以上问题，南边科技大学材料科学与工程系郭传飞证据注解、中国科学技艺大学近代力学系王柳证据注解、中国商用飞机有限背负公司陈迎春征询员征询团队衔尾劝诱了一种超快反馈的电容型电子皮肤。团队深切征询了微结构界面的能量耗散对电容型柔性压力传感器反馈-还原速率的影响，聘用微结构界面的一体化粘接技艺，将这类传感器的频率带宽从数百赫兹扩张至至少12500 Hz，该征询为鼓舞电容型柔性压力传感器从动态压力检测到声学限制的应用提供了新的念念路。

相关效果以“Ultrafast piezocapacitive soft pressure sensors with over 10 kHz bandwidth via bonded microstructured interfaces”为题发表在学术期刊《Nature Communications》上，南边科技大学材料系博士征询生张愿、中国科学院深圳先进技艺征询院高档工程师周小猛、中国科学技艺大学近代力学系硕士征询生张念为本文的共同第一作家，郭传飞证据注解、王柳证据注解和陈迎春征询员算作共同通讯作家，南边科技大学为该论文的第一通讯单元。

通过有限元模拟，征询团队发目下粘附-脱左近程中微结构界面所能激发的权臣能量耗散的表象，这在一定进程上导致了器件反馈速率的下落。针对这一问题，该团队聘用微结构界面的一体化粘接技艺，同期集会弹性体-碳纳米管的渗流转机传感机制，使传感器在保证较高聪惠度的同期，其反馈速率奏效提高至12500 Hz水平。团队聘用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）3D打印劝诱，终泄露微锥结构模板的高精度打印（直径：50 μm，高度：40 μm），并集会倒模技艺制备了柔性PDMS-CNTs微结构介电层。通过聘用掺杂碳纳米管镌汰粘弹性，集会粘接的微结构界面减少界面摩擦能量耗散，终泄露传感器的超快反馈（图1）。

图1. 具有非粘接和粘接微结构界面的传感器在加载和卸载进程中的能量耗损对比、粘合微结构界面的传感器的反馈-还原时期

粘合微锥界面可减少在构兵-分离进程中的能量耗散，从而提高传感器的反馈和还原速率。征询团队通过有限元模拟进一步征询了微锥结构对反馈和还原时期的影响。通过休养微锥结构的三个遑急参数：高度H、启动构兵面积A0以及直径D，征询了不同参数的微锥结构对反馈和回适时期的影响，从而终泄露固执量耗散、高聪惠度和高机械融会性的均衡（图2）。

图2. 不同微锥结构参数对应的能量耗散及聪惠度

这种具有超快反馈的柔性压力传感器不错检测高频振动。征询团队证据了该传感器的反馈边界不错从静态压力拓展到12500 Hz的高频振动，不仅简略在100 kPa的静压下可检测到500、4000、8000和12500 Hz的重叠振动信号，还在1000 Hz的频率下具有0.2 Hz的频率分裂率（图3）。

图3. 具有粘合微结构界面的传感器对高频振动的识别

该团队愚弄该传感器进一步打算了一种东谈主工耳系统，并愚弄这个系统进行声息检测。他们对比了该传感器与商用麦克风以及传统的具有非粘接微结构界面的传感器的测试铁心，发现该传感器的声息识别智商与商用麦克风险些一致，证据了该传感器在声学限制的应用后劲（图4）。

图4. 具有粘合和非粘合微结构界面的传感器及商用麦克风对声息的识别智商对比

电极层和粘弹性介电层之间存在显然赋闲是大大批具有非粘合界面的电容型柔性压力传感器面对的常见问题，这会导致高的界面能量耗散，并在粘附-脱附时间无法检测高频振动。该征询为电容型柔性压力传感器的反馈和还原速率提高刻毒了新政策，并大幅拓展了其频率带宽，为其在声学过火他限制的应用提供了新的可能性。

本征询获得了国度当然科学基金、广东省科技厅和深圳市科创委的撑握九游会J9。