這款新型傳感器內(nèi)含80μm薄的S型微流體，連接至直徑5mm的中央圓形凹槽，以及兩側(cè)圓形區(qū)域(直徑2.5mm)，并以液體金屬共晶鎵銦(eGaIn)完全填充。

該傳感器采用網(wǎng)版印刷的兩條銀電極運(yùn)行經(jīng)兩側(cè)圓形區(qū)域，模塑出鍵合至PET薄膜的軟硅膠，得以打造出堅(jiān)固且有彈性的傳感器。此外，利用導(dǎo)電的液體金屬，傳感器不致于發(fā)生破裂或材料疲乏等狀況。

在中央?yún)^(qū)域施加一個(gè)負(fù)載時(shí)，橡膠會變形，而液體金屬則流入側(cè)袋中，隨負(fù)載增加而逐漸改變整組裝的總電阻。要讀取電路也十分簡單，只要利用標(biāo)準(zhǔn)的類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(ADC)測量電阻變化即可，無需放大任何訊號。

在其發(fā)表于《ACS Sensors》期刊的報(bào)告——《具有高度靈活性、耐用性和靈敏度的三態(tài)液體微流控觸覺傳感器》(Triple-State Liquid-Based Microfluidic Tactile Sensor with High Flexibility, Durability, and Sensitivity)中，研究人員證實(shí)S型能表現(xiàn)出更好的液體動力學(xué)，同時(shí)也觀察到較直接微流體結(jié)構(gòu)更高且更清晰的輪廓變形，顯示S型微流體結(jié)構(gòu)具有更高的局部負(fù)載靈敏度。

科學(xué)家以各種不同的機(jī)械負(fù)載測試其傳感器，從手指輕觸到腳步踩踏——分別以穿鞋、不穿鞋或穿高跟鞋等方式進(jìn)行。

研究人員將傳感器應(yīng)用于鞋中。針對腳跟碰撞或足部重踏等不同的動作，傳感器分別產(chǎn)生特性鮮明的電反應(yīng)

他們甚至開著車子輾過進(jìn)行測試。為了打造其靈活性，研究人員還進(jìn)行了電池彎曲試驗(yàn)，結(jié)果顯示從-90°、-45°、+45°與+90°的彎曲都十分易于區(qū)別。

研究人員指出，通過腳步踩踏較能顯示其細(xì)微差別，因?yàn)檫@種傳感器能夠辨識來自不同步態(tài)的特定運(yùn)動特性。

新加坡國立大學(xué)教授Chwee Teck Lim認(rèn)為，這種傳感器適用于多種穿戴式裝置類應(yīng)用。他說：“我們正考慮導(dǎo)入商業(yè)化，已經(jīng)為此項(xiàng)發(fā)明申請專利，并且與一些潛在用戶交換意見，這些用戶主要來自醫(yī)院和診所。”

談到這種新型傳感器與其他薄膜軟性傳感器的差異，Lim表示，“我們的液基傳感器最具競爭優(yōu)勢之處在于它能實(shí)現(xiàn)極度的機(jī)械形變，與固體傳感器相比，不至于發(fā)生塑料變形和斷裂。另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是我們能區(qū)隔出輕柔壓力與重壓的不同，而不需要進(jìn)行額外的訊號處理或放大。”

“第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，我們的傳感器可以感測各種不同模式的負(fù)載，如彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓力以及拉伸等，而其它傳感器只能測量一種負(fù)載模式，例如僅能測壓力，”Lim補(bǔ)充說到，研究人員已在發(fā)布的研究中證實(shí)了其他負(fù)載模式。