【所屬領(lǐng)域】

 智能制造，新材料，能源環(huán)保

【技術(shù)背景】

作為信息監(jiān)測的窗口，壓力傳感器在我們生活中的應(yīng)用越來越廣泛。通過壓力傳感器我們可以實(shí)現(xiàn)人體活動(dòng)狀態(tài)和電池內(nèi)部健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，以及潮汐洋流的經(jīng)過、水位的漲落等，從而對危險(xiǎn)情況作出判斷。根據(jù)傳感機(jī)理壓力傳感器可分為摩擦電型、壓電型、電容型及壓阻型四大類，其中電容型和壓阻型傳感器的探測范圍限制于低壓探測，嚴(yán)重制約其在高壓范圍中的應(yīng)用，且需外接電源不適用于長期監(jiān)測。摩擦電型和壓電型傳感器具有自供電功能，但這兩類傳感器不適用于靜壓探測。并且，目前以上四類傳感器均不能直接應(yīng)用于電解液環(huán)境中，器件封裝導(dǎo)致傳感器靈敏度受限是目前的痛點(diǎn)難題之一。

【成果介紹】

本成果研發(fā)的自供電式傳感器基于傳感單元的電化學(xué)雙電層效應(yīng)，將外界壓力轉(zhuǎn)化為電能輸出實(shí)現(xiàn)壓力信號的實(shí)時(shí)采集。本成果使用具有特殊構(gòu)型的碳納米材料作為傳感單元，該傳感單元具有耐腐蝕、耐潮濕、耐磨損等特性，實(shí)現(xiàn)無需封裝的壓力探測，可直接應(yīng)用于復(fù)雜的電解液環(huán)境，克服器件封裝導(dǎo)致靈敏度受限的難題。

將本成果應(yīng)用于特殊環(huán)境（包括水下環(huán)境、電解液環(huán)液、酸堿液環(huán)境）中的壓力探測，目前可達(dá)到的性能指標(biāo)包括：（1）寬壓力探測范圍：100mPa-1MPa；（2）寬頻率響應(yīng)范圍：0.02Hz-2000Hz；（3）自供電：低頻(<2Hz)下能量輸出是現(xiàn)役自供電壓力傳感器的400萬倍，無需外接電源即可進(jìn)行工作。