近年来，可穿戴的柔性电子设备因其可穿戴，重量轻，高灵活性等特点，受到了人们广泛的关注和研究。人体各处的大大小小的形变如脉搏振动，声带振动，四肢运动都可以被附着在皮肤表面的柔性应变传感器实时监测。开发柔性应变传感器的重要考虑因素，是选择合适的材料和器件结构，以实现高灵敏度，灵活性，耐久性，快速响应，稳定性，线性度等要求。在这些标准中，对于一些需要检测微小应变（<1%）的场合如脉搏振动，超高灵敏度就尤为重要。因此，当前亟待开发超高灵敏度的应变传感器。
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光学与电子信息学院臧剑锋教授团队在该领域取得新进展。2017年11月12日，美国化学学会旗下期刊《应用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces，IF=7.504）在线发表了该团队的基于“摩擦直写”技术和渗流导电理论的超高灵敏柔性应变传感器研究最新成果，论文题为“Precise Engineering of Conductive Pathway by Frictional Direct-Writing for Ultrasensitive Flexible Strain Sensors”（论文链接http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.7b14501）。
该团队从应变传感器中导电传感层的形成原理入手，在导电传感层的二维平面中，随着导电颗粒含量的增加，导电传感层的电阻将会越来越小。当导电颗粒的含量到达渗流阈值点Φc时，将发生二维渗流金属-绝缘体的跃迁，表现出来的是电阻的急剧下降。在渗流阈值点附近的导电层处于极其敏感的状态，任何外部扰动（比如增加导电颗粒含量，施加微小应变）将显著地影响电阻的变化。
基于这些理论，博士生曾志康在臧剑锋教授和喻研老师的指导下，采用石墨作为导电材料，氧化铝/聚酯复合膜作为柔性基底，提出“摩擦直写”技术，制备出了超高灵敏度的应变传感器。该传感器在应变为0.9%时的应变因子GF（Gauge Factor）高达9720，最小应变探测可达0.05%，应变探测分辨率可达0.05%，在目前已知的报道中拥有最高的探测灵敏度，很好地满足了微小应变探测的需求。此外，该传感器有较快的响应时间40ms，以及较高的稳定性，在5000次以上的反复弯曲以后依然保持原有性能。基于这些优异性能，该团队对其传感器进行了多种应用的展示，包括基于胸腔的呼吸模式识别，基于声音振动的语音识别等等。这些应用展示显示出该应变传感器广泛的应用前景。
博士生曾志康是该工作的第一作者，臧剑锋教授和喻研老师为通讯作者。
该研究工作获得国家自然科学基金青年项目“柔性聚合物衬底上单层二维原子晶体的软接触摩擦制备及机理研究”、国家自然科学基金面上项目“柔性二维材料的折纸技术实现材料性能定制的研究”，以及青年计划的支持。
