目前，許多智慧檢測裝置採用了大量各種感測器，其應用已經滲透到工業生產、環保、醫療診斷、生物工程、宇宙開發和 IoT智慧家居等各個方面。 隨著資訊時代對應用需求的增加，對測量資訊的範圍、準確性和穩定性的期望和理想化要求正在逐漸增加。 為了響應特殊環境和特殊訊號下氣體、壓力和溼度的測量要求，客戶廠商開始在 感測器開發上 找尋新的可能性。
面對市場越來越多需求，新的感測器技術陸續以 更小更靈活 更精準 更有伸展性 更經濟優質等 趨勢發展、易於軟性電子感測器 可用在 攜帶和可穿戴電子產品的特點。 隨著 柔性矩陣材料的發展，市場開始 出現了滿足上述各種趨勢特徵的柔性感測器。
(image source: https://archive.eetasia.com/www.eetasia.com/ART_8800688154_480500_TA_4fe2d5ad_2.HTM )
柔性電子感測器的 特性與分類
柔性感測器材料的特點
柔性材料是一個與剛性材料相對應的概念。 一般來說，柔性材料具有柔軟性、低模量和易於變形等特性。 常見的柔性材料有：聚乙烯醇（PVA）、聚酯（PET）、聚醯亞胺（PI）、聚對苯二甲酸乙酯（PEN）、紙張、紡織材料等。
柔性感測器是指由柔性材料製成的感測器，具有良好的柔韌性、延展性，甚至可以自由彎曲甚至摺疊，其結構靈活多樣。 它可以根據測量條件的要求任意安排，並且可以輕鬆調整。 測量複雜性以進行檢測。 新的柔性感測器廣泛應用於電子面板、醫療保健、電子、電氣工程、體育裝置、紡織品、航空航天、環境監測和其他領域。
柔性感測器的常見材料
1. 柔性基材
為了滿足柔性電子裝置的要求，輕盈、透明、柔韌性和可拉伸性以及絕緣性和耐腐蝕性等效能已成為柔性襯底的關鍵指標。
在柔性底物的眾多選擇中，PDMS (聚二甲基矽氧烷) 與 PEN （聚對苯二甲酸乙酯）等 已成為首選。 其優點包括易於獲得、穩定的化學效能、透明度和良好的熱穩定性。 特別是在抗紫外線下，其附著力和非附著力的顯著特性使表面易於粘附在電子材料上等優勢。 許多柔性電子裝置透過減少襯底的厚度來實現顯著的靈活性；然而，這種方法僅限於幾乎平坦的襯底表面。 相比之下，可拉伸的電子裝置可以完全粘附在複雜和不平坦的表面上。
目前，通常有兩種策略可以實現可穿戴感測器的拉伸性。 第一種方法是將薄導電材料與低楊模量直接粘合在柔性襯底上。 第二種方法是使用可拉伸導體組裝裝置。 它通常透過將導電材料混合到彈性基質中來製備。
( Source: Yin, 2022; Yin, Y., Guo, C., Li, H., Yang, H., Xiong, F. and Chen, D., 2022. The Progress of Research into Flexible Sensors in the Field of Smart Wearables. Sensors, 22(14), p.5089. https://www.mdpi.com/1424-8220/22/14/5089/htm)
2. 金屬材料
金屬材料通常是導電材料，如金、銀和銅，主要用於電極和電線。 對於現代印刷工藝，導電奈米墨水主要用作導電材料，包括奈米顆粒和奈米線。 除了良好的導電性外，金屬奈米顆粒還可以燒結成薄膜或電線。
3. 無機半導體材料
以ZnO和ZnS為代表的無機半導體材料因其出色的壓電效能而在可穿戴柔性電子感測器領域顯示出廣泛的應用前景。
現在已經有 開發了一個基於直接將機械能轉換為光訊號的柔性壓力感測器。 該矩陣利用了Zn S:Mn粒子的光致發特性。 Lizhi發光的核心是由壓電效應引起的光子發射。 壓電Zn S的電子能帶在壓力下傾斜，這可以促進Mn2+的激發，隨後的去激發過程會發出黃光（約580nm）。
從這種力誘導的發光轉換過程中獲得了快速響應（響應時間小於10ms）的感測器。 透過自上而下的光刻過程，其空間解析度可以達到100μm。 該感測器可以記錄單點滑動的動態壓力，這可用於識別簽名人的筆跡，並透過實時獲得發射強度曲線來掃描二維平面壓力分佈。 雖然離量產化還有 很長一段距離 不過 所有這些特性使無機半導體材料成為未來快速響應和高解析度壓力感測器材料領域最潛在的候選材料之一。
( Source: Yin, 2022; Yin, Y., Guo, C., Li, H., Yang, H., Xiong, F. and Chen, D., 2022. The Progress of Research into Flexible Sensors in the Field of Smart Wearables. Sensors, 22(14), p.5089. https://www.mdpi.com/1424-8220/22/14/5089/htm)
4。 有機材料
5. 碳材料
柔性可穿戴電子感測器中常用的碳材料包括碳奈米管和石墨烯。 碳奈米管具有結晶度高、導電性好、比表面積大、微孔尺寸可以透過合成過程控制、比表面利用率可達到100%的特點。 碳材料 的可應用性 早在 1980年開始 就有被廣泛討論過 不過 其 最大的 缺陷就是 它非常的昂貴， 平均 1t 的 石墨烯 要價 $67,000 and $200,000 不等。
(Source : Critchley, 2020; https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=5589)
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