近日,我校电气学院教师周英姿在国际著名期刊《Small》(IF= 12.5)上发表题为“Fast-Response and Flexible Triboelectric Pressure Sensors with Hierarchical Triple-Scale Structure for Wireless Smart Seat Detection(https://doi.org/10.1002/smll.202509357)”的学术论文。该成果由我校与西南科技大学合作完成,周英姿和西南科技大学特聘副教授王远为共同第一作者,通讯作者为西南科技大学制造科学与工程学院院长李国强教授和攀枝花学院郭阳教授。相关研究得到了国家重点研发计划项目、四川省杰出青年科学基金、四川省太阳能技术集成与应用重点实验室项目等基金项目的支持。

该成果将飞秒激光精密加工技术与模板转印方法相结合,制备出具有多孔半球型凸起微结构的聚二甲基硅氧烷薄膜和表面具有微结构的铜箔电极,并在此基础上成功构建了一种新型自供电压力传感器(PS-TENG)。该器件表面具有均匀分布的孔隙、周期性半球阵列及不规则纳米凸起,这种多尺度复合微纳结构显著提高了比表面积并降低了弹性模量,从而提升性能。进一步的有限元模拟揭示了结构尺寸与空间分布对器件形变及电荷转移效率的影响机制,理论分析结果与实验数据一致,验证了结构优化设计的合理性与有效性。实验结果表面PS-TENG获得高灵敏度(0.87 V kPa⁻¹)、宽检测范围(0.02–53.3 kPa)和快速响应速度(16.6 ms),该器件不仅在电学性能和长期稳定性方面表现出色,同时在复杂湿度环境下也展现出优异的环境适应性。
(编辑/孟丽茹; 审核/周敏 郭阳)