人工知能とモノのインターネット（IoT）テクノロジーの緊密な統合と開発により、柔軟で伸縮可能なひずみセンサーは、人の動きの検出、医療診断、人間とコンピューターの相互作用、電子皮膚などに応用できる可能性があるため、広く注目を集めています。{0}ひずみセンサーは、さまざまな感知メカニズムを通じて機械的刺激を電気信号-（抵抗や静電容量など）-に変換することで動作します。中でも抵抗ひずみゲージは、高感度、低コスト、構造が簡単、読み取りが容易であるため、研究の注目を集めています。
現在、高性能の柔軟なひずみセンサーを製造するための一般的な戦略の 1 つは、より高い感度とより低い検出限界を達成するために、弾性基板の表面に微細ピラミッド、折り目、マイクロコラムなどの微細な微細構造を導入することです。{{0}{1}{2}しかし、成形、フォトリソグラフィー、自己組み立てなどの従来の微細構造の製造方法-には、煩雑で時間とコストがかかるプロセスが含まれることが多く、-センサーの迅速な製造や大規模な応用が制限されています。-対照的に、レーザー加工技術は、高速、高効率、マスク不要の操作、低コスト、高い柔軟性という利点により、フレキシブル電子デバイスの製造に新しいアプローチを提供します。{10}それにもかかわらず、高感度、高伸縮性、高直線性、高速応答、低ヒステリシス、長期安定性を同時に備えたひずみセンサーをレーザー加工戦略のみに依存して実現することは、依然として大きな課題です。-シンプルで低コストの製造条件下でこれらの特性を相乗的に最適化する方法は、現在の研究における中心的な課題のままです。-
広東理工大学機械電気工学部の Xie Xiaozhu 氏が率いるチームは、高感度、伸縮性、良好な安定性を備えたひずみセンサーを開発するための、シンプルで費用対効果が高く、効率的な方法を提案しました。{0}レーザー直接書き込み技術と 3D プリンティングを組み合わせることで、P- 柔軟ひずみセンサーの製造に成功しました。
この研究では、レーザー直接描画と 3D プリンティング技術を組み合わせて、さまざまなパターン化された PDMS (P-) フレキシブルひずみセンサーを準備する、低コストでスケーラブルな製造戦略を開発しました。{0}レーザー加工や 3D プリンティングなどの製造パラメーターを最適化し、広いひずみ範囲にわたって最高の感度を備えたセンサーを準備しました。走査周波数100kHz、パルスエネルギー1.46μJ、走査速度5mm/s、印刷速度2.5mm/sのプロセスパラメータの下で、複合微細構造を備えた準備されたセンサーは高い線形感度を示します。特に、複合微細構造 (PCM) フレキシブルひずみセンサーの感度は、パターン付き単一微細構造 (PSLM) センサーの感度より 159% 高く、パターンなしセンサーの感度より 339% 高くなります。動的応答の点では、センサーの応答時間は 140 ミリ秒 (パターンレス センサーの場合は 362 ミリ秒、単一微細構造センサーの場合は 244 ミリ秒) で、ヒステリシス係数は 0.023 と低く、優れたサイクル安定性を備えています。さらに、安定した温度応答性と 0.0125% という超低い検出限界を示します。-したがって、当社のひずみセンサーは、指、手首、膝、肘の動きを含む人間のさまざまな動きを検出するために使用できます。レーザー直接書き込み方式は、簡単、効率、低コストという利点もあり、ウェアラブル電子機器の分野で大きな可能性を示しています。
