线性可控触觉传感器材料

成果与项目的背景及主要用途：本项目所提供的新型触觉传感器是人工智能

技术的核心部件之一，能够感应柔软程度、温度及微压力变化，它不仅可以直接

用于生活产品，而且对于其它行业的科技革新以及国家现代化国防建设具有深远

的影响。该材料是以较为成熟的触觉传感器材料工艺为依托，经过对材料的进一

步开发使其能够感应柔软程度、温度和微压力的变化（最小可感知压力为 40g，

电导率变化范围 10－104S/cm－2）。该材料以导电聚合物和橡胶为主要载体，并添

加导电碳及其他纳米级附加材料，使用这种智能材料可以开发出多种实用化的新

型触觉传感器。其突出的先进性表现在：生产成本低、功能强、无时间记忆误差、

感知线性稳定、具有良好的材料物理特性、具有高度的可信赖性、性能可控制度

好、可再加工性好。

技术原理与工艺流程简介：这种新型触觉传感器材料的导电原理是：当聚合

物不受外界压力时，具有导电性的碳粒子是不相互接触的，当聚合物受压变形时

碳粒子间慢慢的相互接触从而形成导电通路，阻抗也就以对数关系下降。此外，

聚合物受温度的影响致使材料的特性发生变化，温度下降时发生收缩导致导电粒

子间的相互距离减小，升温时膨胀导致导电粒子间的距离增长，因此在同样的外

界压力下随着温度的变化阻抗也会有所变化。

触觉传感器制备工艺较为简单，关键是本技术中采用了以导电聚合物为主体

材料的纳米复合技术，使该产品能够正确感知目前产品所不能感知的微小压力变

化。

技术水平及专利与获奖情况：该项目处于实验室产品阶段。

应用前景分析及效益预测：本项目提出的线性可控触觉传感器以其优越的触

觉特性，具有极大的市场投放前景和经济效益。但同时也需要企业在成立之初获

得大量的资金投入，迅速将工艺成熟起来。从目前本项目提出的科技含量及技术

111天津大学科技成果选编

112

背景来看，国内不存在竞争对手，而且随着公司的成立，公司对产品研发的进一

步深入，在未来 5 年内，本项目产品也必将在国际传感器行业中具有一席之地。

应用领域：1. 智能玩具；2. 交互式媒体互联网；3. 无人驾驶汽车；4. 医疗

领域远程医疗；5. 智能机器人皮肤等。