在國家留學(xué)基金委國家公派出國留學(xué)選拔計劃、國家自然科學(xué)基金面上項目等支持下，北京石油化工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院楊丹副教授在自供電柔性壓力傳感器研究方面取得新進(jìn)展，利用摩擦納米發(fā)電機(Triboelectric nanogenerator，TENG)成功研制出具有寬工作壓力范圍的自供電柔性壓力傳感器，基于總結(jié)相關(guān)研究成果撰寫的學(xué)術(shù)論文“Flexible and wide pressure range triboelectric sensor array for real-time pressure detection and distribution mapping”于10月12日在《Journal of Materials Chemistry A》期刊上在線刊出。北京石油化工學(xué)院為論文第一完成單位，楊丹副教授和重慶大學(xué)郭恒宇教授為論文共同第一作者，國際頂尖納米科學(xué)家和能源技術(shù)專家、佐治亞理工學(xué)院終身教授、歐洲科學(xué)院院士和中國科學(xué)院外籍院士、中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所所長王中林先生為通訊作者。

能檢測并診斷人體身體健康的可智能穿戴電子設(shè)備已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注，其中能準(zhǔn)確測量力的大小及分布對于壓力傳感器而言至關(guān)重要。但基于導(dǎo)電材料傳統(tǒng)壓力傳感器的壓力測量范圍僅在千帕(kPa)以內(nèi)，無法對兆帕(MPa)范圍內(nèi)的壓力進(jìn)行測量，因此無法檢測人體大幅度范圍的運用，例如腳踩踏等。本文作者利用柔性硅橡膠制備了可自供電的壓力傳感器陣列(Pressure Sensor Array，PSA)，陣列結(jié)構(gòu)單電極模式TENG的輸出電壓信號由形變誘導(dǎo)靜電勢變化產(chǎn)生，同時單個TENG的輸出電壓隨外加壓力線性變化，被開發(fā)用于檢測機械運動期間產(chǎn)生的大約1.1MPa的壓力大小和分布。此外，可以通過調(diào)節(jié)陣列結(jié)構(gòu)參數(shù)和楊氏模量來調(diào)節(jié)壓力傳感器的靈敏度和測量范圍。

楊丹副教授2019年入選國家留學(xué)基金委國家公派出國留學(xué)選拔計劃，2019年8月-2020年9月于佐治亞理工學(xué)院訪學(xué)期間，在王中林院士的親自指導(dǎo)下，積極努力開展基于TENG和介電彈性體的傳感器和驅(qū)動器等方面的科研工作。盡管受到新冠肺炎疫情等不利因素的影響，但仍然取得了豐碩成果，訪學(xué)期間共發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文10篇，其中JCR 1區(qū)論文5篇，累計影響因子達(dá)74.5?！禞ournal of Materials Chemistry A》為SCI Q1區(qū)期刊，2020年影響因子(IF)為11.301，該文錄用刊載從一個側(cè)面表明所制備的具有寬工作壓力范圍的柔性自供電PSA對于構(gòu)建未來先進(jìn)的可穿戴醫(yī)療電子設(shè)備頗有前景。