【編者按】暑假是科研工作攻堅(jiān)克難、實(shí)現(xiàn)躍升的黃金時(shí)期,學(xué)校各研究團(tuán)隊(duì)正搶抓時(shí)間機(jī)遇,聚焦科技前沿,鉚足干勁潛心研究,力求取得更多創(chuàng)新突破,奮力跑出科研攻關(guān)暑期“加速度”,為學(xué)校高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。學(xué)校推出“暑期科研‘加速度’”系列報(bào)道,將實(shí)時(shí)呈現(xiàn)學(xué)校師生暑期聚力科技創(chuàng)新、推進(jìn)科研攀登躍升的昂揚(yáng)風(fēng)貌和豐碩成果,彰顯學(xué)校持續(xù)深化有組織科研,以科技創(chuàng)新支撐高質(zhì)量發(fā)展的新姿態(tài)、新進(jìn)展、新成效。敬請(qǐng)關(guān)注!
7月20日,材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂尖期刊《先進(jìn)材料》 (Advanced Materials)在線(xiàn)發(fā)表了蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院張同華教授/王蜀老師團(tuán)隊(duì)的研究論文《基于雙介電層的離子電子壓力傳感器耦合超高靈敏度和寬范圍檢測(cè),用于溫度/壓力雙模傳感》(Dual-Dielectric-Layer-Based Iontronic Pressure Sensor Coupling Ultrahigh Sensitivity and Wide-Range Detection for Temperature/Pressure Dual-Mode Sensing)。該研究創(chuàng)新性地提出了一種雙介電層離子電子壓力傳感器(DLIPS)結(jié)構(gòu),成功實(shí)現(xiàn)了超高靈敏度與寬工作壓力范圍檢測(cè)能力的統(tǒng)一,為柔性電子傳感器的性能提升和多模態(tài)感知提供了新思路。

在人工智能與智能穿戴技術(shù)快速發(fā)展的背景下,傳統(tǒng)壓力傳感器普遍存在靈敏度低、檢測(cè)范圍窄、響應(yīng)飽和等技術(shù)瓶頸。研究團(tuán)隊(duì)基于天然蠶繭制備的離子凝膠(SCOG)與高壓縮性聚氨酯泡沫(PU foam)的雙介電層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了72548.7?kPa-1的超高靈敏度和0.001–420?kPa的超寬工作壓力范圍,最低可檢測(cè)0.832?Pa微弱壓力信號(hào),展現(xiàn)出優(yōu)異的響應(yīng)速度(30?ms)和恢復(fù)速度(60 ms)與長(zhǎng)期穩(wěn)定性(超過(guò)5000次循環(huán))。此外,該傳感器具備溫度/壓力雙模態(tài)感知能力,并通過(guò)深度學(xué)習(xí)模型實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的準(zhǔn)確解耦。在此基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將該傳感器應(yīng)用于靜音語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng),結(jié)合LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了高達(dá)98.5%的詞匯識(shí)別準(zhǔn)確率,為無(wú)聲交流、人機(jī)交互等新興應(yīng)用領(lǐng)域提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

西南大學(xué)為論文第一完成單位。青年教師王蜀為論文最后通訊作者,張同華教授、重慶大學(xué)寧慧銘副教授、河北工業(yè)大學(xué)胡寧教授為共同通訊作者。蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院碩士研究生蒲建渝為獨(dú)立第一作者。該研究得到了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)龔興龍教授的大力支持。碩士研究生張?jiān)獫?、趙暉參與了此項(xiàng)工作。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金、中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)、重慶市教委科研項(xiàng)目、河北省自然科學(xué)基金及JMRH科技創(chuàng)新項(xiàng)目等多項(xiàng)基金資助。研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)感謝人工智能學(xué)院劉亞風(fēng)副教授團(tuán)隊(duì)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與技術(shù)支持方面所提供的重要幫助。
論文鏈接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202503926