科研人员开发出柔性可穿戴长波红外光热电探测器

近日，中国科学院大连化物所催化基础国家重点实验室热电材料与器件研究组姜鹏研究员、陆晓伟副研究员、包信和院士团队开发了柔性可穿戴长波红外光热电探测器，相关研究成果以“实现非接触式温度感知的柔性红外光热电探测器赋予电子皮肤温度预警功能”为题，发表在国际学术期刊《先进材料》上。

仿生触觉是智能机器人感知外部环境刺激的基础。在传统触觉系统中，触觉传感器需要与外部环境物理接触进而获取温度信息，无法在接触前对外部刺激作出预判。发展具有非接触温度感知能力的先进触觉传感技术，有助于为机器人交互感知领域带来全新的体验。

光热电探测器是基于光热转换和热电转换两个基本能量转换过程的一种探测器，可在无需制冷、无需偏置电压、无接触的条件下实现对长波红外辐射（8微米至14微米）的灵敏探测。本工作中，研究团队在前期光热电探测器相关工作的基础上，在具有长波红外吸收能力的柔性聚酰亚胺衬底上构建了碲基热电异质结薄膜，制备出可集成、柔性、可穿戴长波红外光热电探测器。

在非接触式温度感知测试中，当目标温度从零下50摄氏度上升至110摄氏度，所制备柔性光热电探测器的灵敏度优于现有商业热电堆，测温精度可达0.05摄氏度。以此为基础，研究团队利用该红外探测器进一步开发了动态温度预警系统，使得穿戴该探测器的软体机械手可对热源进行预先判定。

据介绍，该项研究为在仿生触觉系统中引入红外探测技术提供了可行的解决方案，在机器人交互感知、虚拟现实等领域具有重要的应用前景。