科研学术

近日，机械与电气工程学院姜海/彭倍团队联合宫大为团队，在柔性多模态传感领域取得研究进展，相关研究成果以“MXene–Ag₂Se@sponge dual-modal sensor fordecoupled temperature and pressure sensing”为题发表于《Advanced Functional Materials》期刊上。我校为论文唯一完成单位，宫大为团队翁璇研究员为论文第一作者。

在机器人与智能控制领域，触觉感知是实现精准抓取、力反馈控制、安全人机交互的核心基础。传统多模态传感方案多采用多单元堆叠结构，不仅体积大、集成难度高，还普遍存在温压信号互相干扰的问题，直接影响感知精度与控制响应的可靠性，成为制约电子皮肤实用化的瓶颈。针对这一问题，团队提出一种三电极构型一体化传感结构，以三维多孔海绵为骨架，原位负载MXene与硒化银（Ag₂Se）纳米复合材料，利用面内热电效应与面外压阻效应的空间分离特性，从物理机制上实现了温度、压力两路信号的有效解耦。该MXene–Ag₂Se@海绵传感器在压力传感方面表现出高压敏灵敏度（0–25 kPa范围内为2.202 kPa⁻¹，25–60 kPa范围内为0.466 kPa⁻¹，60–300 kPa范围内为0.076 kPa⁻¹）、快速响应时间（37 ms）和优异的耐久性；在温度传感方面，实现了0.2 K的超低检测限、175.47 µV/K的高塞贝克系数和稳定的循环性能。基于该技术制备的传感器阵列电子皮肤，可同步映射接触区域的压力分布与温度分布，能够为机器人末端执行器提供高空间分辨率的触觉反馈，支撑柔顺抓取、材质识别、接触状态判断等控制功能；同时传感器具备良好的柔性与生物相容性，也可应用于可穿戴人机交互设备、外骨骼运动信号采集等场景，为智能控制系统提供稳定可靠的多维度感知输入。

图 双模态传感器解耦

该研究得到了国家自然科学基金、四川省科技计划项目以及电子科技大学大学生创新创业计划等的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.77025