原標題：基于碳材料 3D 打印，中科院上海高研院在柔性觸覺傳感領域獲進展

基于碳材料的3D打印技術，中國科學院上海高等研究院（上海高研院）在柔性觸覺傳感領域取得了顯著的進展。以下是對該進展的詳細介紹：

一、研究背景與意義

觸覺傳感器是一種能夠感知外界刺激（如壓力、溫度、濕度等）并將這些刺激轉化為電學信號進行傳輸和處理的電子器件。在智能機器人、人工假肢、人體健康狀態監測等領域，柔性觸覺傳感器具有廣泛的應用前景。然而，傳統的傳感器制造方法存在加工周期長、復雜聚合物基微結構制造困難等問題，限制了傳感器性能的提升。因此，采用3D打印技術制造柔性觸覺傳感器成為當前的研究熱點。

二、研究成果

上海高研院的研究團隊在基于碳材料的3D打印柔性觸覺傳感器方面取得了重要突破。他們通過模擬人體皮膚的結構和傳感機制，設計了一種具有指紋微結構的新型多功能電子皮膚。這種電子皮膚采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）微球與石墨烯的結合，通過3D打印技術制備而成。

具體來說，研究人員利用乳化的方法制備出PDMS微球，并通過利用未交聯的PDMS-石墨烯混合溶液對PDMS微球形成包覆。制備的石墨烯-PDMS微球油墨可以通過噴頭擠出形成三維立體結構，并通過熱固化成型。這種制備方法不僅簡化了傳感器的制造流程，還提高了傳感器的性能。

三、傳感性能與應用

實驗結果表明，這種基于石墨烯-PDMS微球的柔性觸覺傳感器對壓力具有靈敏響應，而且能有效反饋摩擦力的大小。利用這一特性，傳感器可以區分出具有不同微米級粗糙度的表面，從而實現對物體表面的微觀形貌、硬度等信息的有效區分和識別。此外，通過風載實驗進一步驗證了傳感器對氣體等流體也具有有效響應。

這一研究成果在多個領域具有潛在的應用價值。例如，在智能機器人領域，這種柔性觸覺傳感器可以作為機器人的“皮膚”，提高機器人的工作效率和智能化水平；在生物醫療領域，傳感器可以用于監測人體的健康狀況，如心跳、血壓等生理參數的實時監測；在運動檢測領域，傳感器可以用于監測運動員的運動狀態和運動效果。

四、研究展望

雖然上海高研院在基于碳材料的3D打印柔性觸覺傳感器方面取得了重要進展，但仍有待進一步的研究和優化。例如，需要進一步提高傳感器的靈敏度和穩定性，以滿足更復雜和更精細的觸覺感知需求；同時，還需要探索更多的新型碳材料和3D打印技術，以拓展傳感器的應用領域和提高其綜合性能。

綜上所述，基于碳材料的3D打印技術在柔性觸覺傳感領域具有廣闊的應用前景和重要的研究價值。上海高研院的研究團隊在這一領域取得了顯著的進展，為未來的研究和應用提供了有力的支持和借鑒。