专家观点

苏州大学程丝教授团队研发抗应变干扰的柔性压力传感器

中国纺织报-产业用2026-10-09 00:00查看原文 ↗

✦产业研判

产业概括：苏大团队研发抗应变干扰柔性压力传感器

苏州大学程丝教授团队在《Chemical Engineering Journal》发表研究成果，受蝎子背部无序褶皱结构启发，利用fPVA与TPU的水响应收缩差异构建Janus纳米纤维膜，并通过Ag纳米颗粒原位还原和双层面对面组装制备互锁褶皱界面压阻传感器。该传感器实现了低至0.05的应变系数、在0–0.1 kPa范围内压力灵敏度达−456.6 kPa⁻¹、检测限低至4 Pa以及0.4秒快速响应/恢复，并成功用于脉搏、呼吸、关节运动、语音振动及空间压力分布检测。该研究为柔性压力传感器在可穿戴设备与电子皮肤领域的应用提供了新思路。

纤维方向中性强度弱周期长期

关键观察变量

传感器制备工艺的规模化可行性、fPVA与TPU材料的成本与供应稳定性、与现有纺织工艺的兼容性、下游应用场景的商业化进度、相关专利布局与技术转让情况、同类技术竞争与迭代速度

判断边界当前仅为实验室研究成果，未涉及产业化生产、成本核算、市场应用或对纺织服装产业链的直接影响。无法推断该技术对批发市场、商户经营或产品流通的短期影响。

在可穿戴设备与电子皮肤的研究中，柔性压力传感器一直面临一个两难困境：高灵敏度往往意味着对外部拉伸应变同样敏感，导致信号被干扰。如何让传感器“只认压力、不认拉伸”，成为该领域的核心挑战之一。

近日，苏州大学程丝教授团队在《Chemical Engineering Journal》上发表题为“Scorpion-back-inspired Janus wrinkled membrane via water-induced shrinkage for strain-insensitive pressure sensing”的研究成果。苏州大学硕士研究生潘佳林与夏廷友为共同第一作者，程丝教授为通讯作者。

该研究受到蝎子背部无序褶皱结构启发，利用fPVA与TPU之间显著不同的水响应收缩行为，构建具有单侧随机褶皱结构的TPU-fPVA//fPVA Janus纳米纤维膜，并进一步通过Ag纳米颗粒原位还原和双层面对面组装，制备具有互锁褶皱界面的ITPPA压阻传感器。该设计巧妙利用褶皱的几何展开机制缓冲外界拉伸应变，同时借助互锁褶皱界面在压力作用下产生的大幅接触面积变化，实现应变干扰抑制与高灵敏压力感知的协同。最终，传感器实现了GF低至0.05、0–0.1 kPa范围内压力灵敏度达到−456.6 kPa⁻¹、检测限低至4Pa以及0.4秒快速响应/恢复，并成功用于脉搏、呼吸、关节运动、语音振动以及空间压力分布检测。