【仪表网 研发快讯】在智能医疗与机器人感知领域，柔性温度传感器的超薄化是实现高贴合度与集成度的核心前提。然而，其研制面临一项根本瓶颈：实现高灵敏度需要高温材料工艺，而柔性基底却难以耐受高温。这导致器件在超薄形态下难以同时兼顾高灵敏度、优异柔韧性与长期稳定性。
近期，中国科学院新疆理化技术研究所在超薄温度传感器领域取得进展。研究团队采用“水溶性牺牲层辅助转移”策略，成功解决了高性能敏感材料与柔性基底之间的工艺兼容性难题，制备出总厚度仅为40微米的超薄柔性温度传感器。该方案的关键在于将敏感材料的高温制备工艺，与其在柔性基底上的器件构筑过程分步进行。这一设计既保障了敏感材料所必需的高温退火条件，又避免了柔性基底因高温而受损，从而为高性能无机材料与柔性衬底的结合提供了可靠技术路径。为保障材料转移后的界面质量，研究团队通过有限元仿真与实验验证，设计并构筑了GeO2/Ta2O5/MCO异质界面结构，实现了对界面性能的主动调控。该结构有效抑制了界面处的元素扩散和热应力失配，显著提升了器件的可靠性与结构完整性。基于上述转移策略与界面设计，超薄传感器展现出优异的综合性能：其电阻温度系数(TCR)高达-4.1 %/℃，响应时间仅192 ms，在反复弯折与热冲击下仍能稳定工作。该成果不仅显著提升了超薄柔性温度传感器的综合性能，更为发展下一代电子皮肤、可穿戴设备等柔性智能感知系统提供了关键的技术支撑。
该研究成果以Water-Soluble GeO2?Transferred Ultrathin PI/MnCo2O4/Ta2O5Heterostructures for High-Sensitivity Flexible Temperature Sensors with Extreme Stability为题发表于ACS Applied Materials & Interfaces，硕士研究生严习君为第一作者，宋育贤助理研究员和孔雯雯研究员为共同通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划、新疆天山英才、新疆维吾尔自治区自然科学基金等项目的资助。
图 1 PI/MnCo2O4/Ta2O5柔性温度传感器
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