Dengan integrasi mendalam dan pengembangan teknologi kecerdasan buatan dan Internet of Things (IoT), sensor regangan yang fleksibel dan dapat diregangkan telah mendapatkan perhatian luas karena potensi penerapannya dalam deteksi gerakan manusia, diagnostik medis, interaksi manusia-komputer, dan kulit elektronik. Sensor regangan beroperasi dengan mengubah rangsangan mekanis menjadi sinyal listrik-seperti hambatan atau kapasitansi-melalui berbagai mekanisme penginderaan. Diantaranya, pengukur regangan resistif telah menjadi pusat penelitian karena sensitivitasnya yang tinggi, biaya rendah, struktur sederhana, dan kemudahan pembacaan.
Saat ini, salah satu strategi umum untuk membuat-sensor regangan fleksibel berperforma tinggi melibatkan pengenalan struktur mikro halus-seperti mikropiramida, lipatan, dan kolom mikro-ke permukaan substrat elastis untuk mencapai sensitivitas yang lebih tinggi dan batas deteksi yang lebih rendah. Namun, metode fabrikasi struktur mikro tradisional-seperti pencetakan, fotolitografi, dan-perakitan mandiri-sering kali melibatkan proses yang rumit,-memakan waktu, dan mahal, sehingga membatasi fabrikasi cepat dan penerapan sensor-berskala besar. Sebaliknya, teknologi pemrosesan laser menawarkan pendekatan baru pada pembuatan perangkat elektronik yang fleksibel karena keunggulannya dalam hal kecepatan tinggi, efisiensi tinggi, pengoperasian{10}bebas masker, biaya rendah, dan fleksibilitas tinggi. Namun demikian, hanya mengandalkan strategi pemrosesan laser untuk mencapai sensor regangan yang secara bersamaan memiliki sensitivitas tinggi, kemampuan regangan tinggi, linearitas tinggi, respons cepat, histeresis rendah, dan{12}}stabilitas jangka panjang masih menjadi tantangan yang signifikan. Cara mencapai optimalisasi sinergis dari properti ini dalam kondisi fabrikasi yang sederhana dan berbiaya rendah tetap menjadi tantangan utama dalam penelitian saat ini.
Tim yang dipimpin oleh Xie Xiaozhu dari Fakultas Teknik Mesin dan Elektro di Universitas Teknologi Guangdong telah mengusulkan metode sederhana,{0}}efektif biaya, dan efisien untuk mengembangkan sensor regangan dengan sensitivitas tinggi, kemampuan regangan, dan stabilitas yang baik. Dengan menggabungkan teknologi penulisan langsung laser dan pencetakan 3D, mereka berhasil membuat sensor regangan fleksibel P-PDMS.
Studi ini mengembangkan strategi manufaktur-berbiaya rendah dan skalabel yang menggabungkan penulisan langsung laser dan teknologi pencetakan 3D untuk menyiapkan berbagai sensor regangan fleksibel PDMS (P-PDMS) berpola. Kami mengoptimalkan parameter manufaktur seperti pemrosesan laser dan pencetakan 3D untuk menyiapkan sensor dengan sensitivitas tertinggi pada rentang regangan yang luas. Di bawah parameter proses frekuensi pemindaian 100kHz, energi pulsa 1,46μJ, kecepatan pemindaian 5mm/s dan kecepatan pencetakan 2,5mm/s, sensor yang disiapkan dengan struktur mikro komposit menunjukkan sensitivitas linier yang sangat tinggi. Khususnya, sensitivitas sensor regangan fleksibel struktur mikro komposit (PCM) adalah 159% lebih tinggi dibandingkan sensor struktur mikro tunggal berpola (PSLM) dan 339% lebih tinggi dibandingkan sensor tidak berpola. Dalam hal respons dinamis, sensor ini memiliki waktu respons 140 ms (dibandingkan dengan 362 ms untuk sensor tanpa pola dan 244 ms untuk sensor struktur mikro tunggal), dengan koefisien histeresis serendah 0,023 dan stabilitas siklus yang sangat baik. Selain itu, perangkat ini menunjukkan respons suhu yang stabil dan batas deteksi yang sangat rendah yaitu 0,0125%. Oleh karena itu, sensor regangan kami dapat digunakan untuk mendeteksi berbagai gerakan manusia, termasuk gerakan jari tangan, pergelangan tangan, lutut, dan siku. Metode penulisan langsung laser juga memiliki keunggulan kesederhanaan, efisiensi, dan biaya rendah, serta menunjukkan potensi besar di bidang perangkat elektronik yang dapat dikenakan.
