工業、汽車和醫療等行業都需要精確的壓力測量。柔性可穿戴壓力傳感器通常采用石油基聚合物制造而成。采用這種不可生物降解材料帶來的固體廢物對環境有害。據麥姆斯咨詢報道，為了避免上述問題，印度科學院（IISc）的研究人員開發出了一種采用紙張作為介質的壓力傳感器。

壓力傳感器檢測物理壓力并將其轉換為電信號，然后以數字形式顯示壓力值。紙基電子器件由于其天然的生物降解性、優異的柔韌性、多孔纖維結構、重量輕以及成本低等優勢而受到越來越多的關注。不過，迄今為止開發的基于紙張的傳感器仍存在一些缺點。

該研究成果的共同通訊作者IISc納米科學與工程中心（CeNSE）教授Navakanta Bhat表示：“對于所有傳感器，在其靈敏度和動態范圍之間總需要做權衡。在這里，我們希望高靈敏度。靈敏度本質上來說是我們能夠檢測的最小壓力量。

并且，我們希望在較寬的范圍內具有高靈敏度。”Navakanta Bhat教授團隊提出了一種紙張傳感器設計，憑借其構造和多層結構，該傳感器具有高靈敏度，能夠以1毫秒的響應時間檢測范圍較寬的壓力（0至120 kPa）。

該壓力傳感器由普通紙張和涂有單硫化錫（SnS）的波紋纖維素紙交替堆疊而成，形成多層結構。SnS是一種在特定條件下導電的半導體。該論文第一作者Neha Sakhuja介紹稱：“紙本身是絕緣體，主要的挑戰是選擇合適的3D器件結構和材料來賦予紙張導電性能。”

當壓力施加在傳感器表面時，紙張層之間的空氣間隙減小，增加了這些層之間的接觸面積。接觸面積越大，導電性越好。當壓力釋放時，空氣間隙再次增大，從而降低了導電性。電導率的調制，實現了這種紙張傳感器的傳感機制。

Navakanta Bhat教授解釋稱：“這項研究的主要貢獻在于器件的簡單性，就像開發一種折紙。”

該傳感器有望進一步開發成為一種柔性可穿戴電子器件，尤其適用于醫療保健領域。例如，該研究小組將它安裝在人的臉頰上，以研究咀嚼時的動作；將它綁在手臂上以監測肌肉收縮；將其繞于手指上以跟蹤敲擊動作等。該團隊甚至利用這種基于紙張的壓力傳感器設計了一款數字化的可折疊鍵盤，并演示了設備的可用性。

Bhat說：“這種紙基壓力傳感器的未來應用潛力無限。我們還想進一步提高這些傳感器的穩定性和耐用性，并與產業界合作，大量生產這些傳感器。”




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