“柔性時代”已然來臨，作為柔性電子設備的重要組成部分，柔性傳感器正在從基礎研究向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。利用柔性傳感器和導電體，科學家可以將外界的受力或受熱情況轉換為電信號，傳遞給機器人的電腦進行信號處理，這樣就可以制作成透明、柔韌、可延展、可自由彎曲折疊、可穿戴的電子皮膚，以便實時精準的監(jiān)測出人體各項指標。

　　一、柔性電子、柔性傳感器

　　柔性傳感器是指采用柔性材料制成的傳感器，具有良好的柔韌性、延展性、彎折性等，由于材料和結構靈活，柔性傳感器可以根據(jù)應用場景任意布置，比如柔性纖維應變傳感器能夠被用于制作衣物，這種衣物具有健康監(jiān)測功能，可以對人身體的脈搏、呼吸、震顫和肢體動作等信息隨時捕捉，有助于推動健康評估與疾病診斷技術向智能化、遠程化、高效化、精準化等方向發(fā)展。

　　柔性電子是將有機或無機材料電子器件制作在柔性或可延性基板上的一種新興電子技術。柔性電子具有優(yōu)異的靈活性、柔軟性以及延展性，可保證電子產(chǎn)品在彎曲、折疊、卷曲、壓縮、拉伸等狀態(tài)下正常運行。柔性電子產(chǎn)品具有輕薄、柔軟、便攜、透明等特點，其可與人工智能、泛物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)科學等信息技術深入融合，實現(xiàn)信息科技、航空航天、顯示、智慧醫(yī)療、辦公教育、智能家居等領域的創(chuàng)新變革。

　　柔性電子不僅保持了電子產(chǎn)品的光電性能和可靠性，還擴展了電子產(chǎn)品的適用范圍。柔性電子在厚度、重量、色彩、耐用性方面具有明顯優(yōu)勢，但同時柔性電子對柔性基底材料的要求較高，目前常見的柔性材料有聚乙烯醇(PVA)、聚酰亞胺(PI)、聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)、聚酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。

　　柔性傳感器的優(yōu)勢讓它有非常好的應用前景，包括在醫(yī)療電子、環(huán)境監(jiān)測和可穿戴等領域。例如在環(huán)境監(jiān)測領域，科學家將制作成的柔性傳感器置于設備中，可監(jiān)測臺風和暴雨的等級;在可穿戴方面，柔性的電子產(chǎn)品更易于測試皮膚的相關參數(shù)，因為人的身體不是平面的。

　　二、目前應用較多的柔性傳感器

　　柔性圖像感應陣列

　　柔性電子設備的光敏性是柔性成像傳感系統(tǒng)，生物健康監(jiān)測和遙控的技術核心。設計具有新材料和結構的柔性平臺來開發(fā)高感測性能光電探測器是十分必要的，為了實現(xiàn)快速響應和寬帶寬，低維度材料得到認可，包括納米線、納米帶、2D材料和納米復合材料。這些基于納米材料的可穿戴式光電探測器在感測平臺上是可拉伸，可彎曲，重量輕和透明的，并且由于它們在將來的人性化應用中的潛在價值受到極大關注。

　　柔性氣體傳感器

　　柔性氣體傳感器在電極表面布置對氣體敏感的薄膜材料，其基底是柔性的，具備輕便、柔韌易彎曲，可大面積制作等特點，薄膜材料也具備更高的敏感性和相對簡便的制作工藝而備受關注。這很好地滿足了特殊環(huán)境下氣體傳感器的便攜、低功耗等需求，打破了以往氣體傳感器不易攜帶、測量范圍不全面、量程小、成本高等不利因素，可對乙醇氣體進行簡單精確的檢測。

　　柔性濕度傳感器

　　濕度傳感器主要有電阻式、電容式兩大類。濕敏電阻器特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸汽吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電容器一般是用高分子薄膜制成，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酞亞胺、酪酸醋酸纖維等。濕度傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化。

　　柔性濕度傳感器以低成本、低能耗、易于制造和易集成到智能系統(tǒng)制造等優(yōu)點已被廣泛研究。制作該類柔性濕度傳感器的基底材料與其他柔性傳感器類似，制造濕度敏感膜的方法也有很多，包括浸涂 、旋轉涂料 、絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷等。

　　柔性壓力傳感器

　　柔性壓力傳感器在智能服裝、智能運動、機器人“皮膚”等方面有廣泛運用。聚偏氟乙烯、硅橡膠、聚酞亞胺等作為其基底材料已廣泛用于柔性壓力傳感器的制作，它們有別于采用金屬應變的測力傳感器和采用n型半導體芯片的擴散型普通壓力傳感器，具有較好的柔韌性、導電性及壓阻特性。

　　三、柔性傳感器前景廣闊

　　由于出色的產(chǎn)品特性，目前柔性傳感器引起了科學界和工業(yè)界的廣泛關注，在眾多應用領域已經(jīng)展開了實質性的應用。

　　先看醫(yī)療領域，柔性傳感器一般被制備成為電子皮膚，對患者進行監(jiān)測。2019年，約翰·羅杰斯(John Rogers)和同事們推出了一種貼膏大小的無線傳感器，其實就是柔性傳感器的典型應用，這種無線傳感器不僅取締了測量線，而且柔性的特征讓其能夠貼合在重癥患兒的腳底，讓父母在陪護器件更容易抱起小孩。

　　從產(chǎn)品形態(tài)來看，柔性傳感器在醫(yī)療領域可用于打造智能創(chuàng)可貼、智能繃帶、柔性血氧計等。我們以智能創(chuàng)可貼展開看一下，區(qū)別于普通的創(chuàng)可貼，智能創(chuàng)可貼將柔性傳感器、藥物和醫(yī)用膠帶融合在一起，可以通過檢測患者傷口部位的pH值，判斷傷口的愈合程度以及發(fā)炎情況，避免發(fā)生感染。

　　智能衣物是柔性傳感器另一個典型的應用，讓可穿戴設備徹底無感化。目前，已經(jīng)有研究將纖維和柔性傳感器編制在一起，這種實現(xiàn)方式是以紡織品作為基底，采用不同方式與傳感材料或元件結合，制成的適應各類可穿戴設備需求的柔性傳感器件。

　　除了編制法，智能衣物的制作還有涂覆法和封裝法。涂覆法是指將金屬顆粒、碳基材料或高分子導電復合材料通過沉積、印刷或拼貼等方式附著于織物表面形成導電涂層織物，是現(xiàn)階段最常見的柔性織物傳感器制備方式。封裝法則是將傳感器件采用縫合或包埋等較為機械的方式加入到智能服裝或設備中。

　　從當前的市場前沿來看，功能性服飾和運動類服飾將會是柔性傳感器率先突破的兩大市場，比如針對沙漠環(huán)境工作人員穿著的智能服裝，溫度傳感器及濕度傳感器不僅能夠檢測工作人員的生命特征，也能對外部惡劣環(huán)境進行監(jiān)測，利于工作人員隨時掌握自身的健康狀況及環(huán)境情況。

　　當然，柔性傳感器在工業(yè)、交通、航天和軍事等領域也都具有廣闊的應用前景。

　　四、全球布局企業(yè)數(shù)量不斷增加

　　作為新一代電子技術，柔性電子市場發(fā)展?jié)摿薮螅艿搅嗣廊枕n等多個國家的高度關注。全球柔性電子研發(fā)熱情較高，其中美國、中國大陸、日本關于柔性電子的專利數(shù)量位居全球前列。我國柔性電子行業(yè)起步較晚，目前仍處于發(fā)展初級階段，但隨著技術進步，我國柔性電子市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

　　在國際市場上，從事生產(chǎn)和研究柔性電子的大型企業(yè)有韓國三星、韓國LG、日本東芝、美國M-FIEX、日本夏普、谷歌等，其中三星、LG主要布局柔性顯示屏領域，谷歌主要布局柔性傳感器領域。在國內(nèi)市場上，我國柔性電子相關企業(yè)有弘信電子、柔宇科技、京東方、華為等，目前本土企業(yè)與國際企業(yè)之間仍存在一定差距，因此在國際市場上我國企業(yè)競爭優(yōu)勢不足。

　　我國柔性電子行業(yè)起步晚，目前市場仍處于發(fā)展初期階段，但隨著入局企業(yè)增加、政府扶持力度加大以及技術進步，我國柔性電子產(chǎn)業(yè)水平與國際先進水平的差距正不斷縮小。

　　主要來源:電子發(fā)燒友，新思界，全球物聯(lián)網(wǎng)觀察