机械与汽车工程学院周洲博士研究成果发表在国际顶级期刊
发布时间:2026-02-06   浏览次数:27

近日,我院周洲团队在微纳机电系统领域顶级期刊《Microsystems & Nanoengineering》(一区TopIF 7.9)发表题为“Multimodal response characteristics of convective liquid metal sensitive layers in flexible pressure sensor”的研究成果,学院硕士研究生王青为论文第一作者。安徽工程大学为第一署名单位,贵州航天林泉电机有限公司、中国计量大学、厦门大学为合作单位。

周洲团队聚焦柔性传感器在100℃150℃高温环境下因材料热变形导致的测量失准问题,通过构建电-质共传的液态金属敏感层循环自冷却系统,显著降低高温对导电组件性能的干扰,为航空航天、特种机器人等高温场景提供了可靠测量方案。

研究团队采用镓铟合金(EGaIn)作为敏感层材料,其优异的流动性和导电性使其同时承担信号传输与冷却介质双重角色。传感器内部采用蛇形微流道结构,通过外接循环泵驱动液态金属流动,将高温区域的热量迅速带离,使导电组件温度波动控制在较小范围内。实验表明,在2.8 W热负载下,液态金属以2.0 mL/min流速循环时,传感器电阻较静态工况降低38.1%,且灵敏度达0.11/kPa,最大可测压力为30kPa,该研究为高温环境下的柔性电子技术开辟了新路径。通过流体-结构-热多场耦合仿真与实验验证,团队所研制的传感器在高温环境中表现出卓越的稳定性。在热冲击测试中,液态金属循环使温升幅度显著降低,且连续加载-卸载实验中电阻响应曲线保持高度一致,循环稳定性优异。此外,传感器信噪比高达43.5 dB,确保了信号采集的准确性。

该项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金等项目的支持。

据悉,《Microsystems & Nanoengineering》期刊由中国科学院空天信息创新研究院与Springer Nature合作出版的开放获取英文国际期刊,创刊于2015年,该刊由吴一戎院士担任主编,聚焦微纳机电系统(MEMS/NEMS)领域,涵盖器件设计、制造技术及测试方法等研究方向,为微纳机电系统领域顶级期刊。

(文:杨春来;图:周洲;预审:张荣芸;审核:魏长顺)