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早在20世紀(jì)70年代，電子皮膚的概念就已經(jīng)出現(xiàn)在很多科幻作品中。與此同時(shí)，科學(xué)家也開(kāi)始對(duì)電子皮膚不斷進(jìn)行探索，因?yàn)樗谥悄軝C(jī)器人、仿生假肢、健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有巨大應(yīng)用前景。電子皮膚的基本單元是柔性應(yīng)變傳感器。然而，現(xiàn)有的應(yīng)變敏感材料，由于導(dǎo)電性差、能耗高、制作工藝復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)，極大地限制了電子皮膚的實(shí)際應(yīng)用。所以，尋找新型應(yīng)變傳感材料迫在眉睫。
金屬合金是人類(lèi)最早并且至今仍在日常生活中使用最廣泛的材料之一。然而，晶體金屬合金的彈性極限范圍很小，一般金屬合金材料的彈性極限遠(yuǎn)小于新型柔性高性能應(yīng)變傳感器——非晶合金皮膚。
![一種新型高性能柔性應(yīng)變傳感器]( "一種新型高性能柔性應(yīng)變傳感器")
非晶合金皮膚是通過(guò)離子束濺射方法將ZrCuNiAl等非晶合金薄膜直接生長(zhǎng)在柔性塑料（PC）襯底上得到的。 非晶合金傳感器柔性好（彎曲角>180?），通過(guò)對(duì)薄膜厚度的調(diào)控可以視覺(jué)上變得“透明”。對(duì)該傳感器進(jìn)行的壓阻效應(yīng)測(cè)試結(jié)果表明，非晶合金皮膚保留了金屬材料高電導(dǎo)率（>5000 S cm-1）、而且電阻與應(yīng)變之間有完美的線(xiàn)性關(guān)系、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。同時(shí)，與傳統(tǒng)晶態(tài)金屬材料相比，彈性范圍有很大的提高（室溫下的理論彈性極限為4.2%）。此外，該傳感器有極小的電阻溫度系數(shù)（9.04×10-6?K-1），明顯的抗菌性等特點(diǎn)。另外， 非晶柔性應(yīng)變傳感器制備方法簡(jiǎn)單，制造成本低。利用非晶合金柔性應(yīng)變傳感器這些獨(dú)特性質(zhì)，有望推動(dòng)電子皮膚的早日實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)也為非晶合金材料的應(yīng)用開(kāi)辟新的途徑。
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