材料与化学学院电功能材料团队在国际知名学术期刊《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal，中科院一区，影响因子15.1）上发表了题为《薄膜电阻传感器综述：探索材料、分类和制备技术》(Review of thin-film resistor sensors: exploring materials, classification, and preparation techniques)的综述论文。硕士生李振民为论文第一作者，李伟教授为通讯作者，上海理工大学材料与化学学院为第一单位。
薄膜传感器技术在人机交互、生物医学检测、智能机器人等领域应用中的重要性日益凸显。特别是薄膜压敏传感器，其具有卓越的灵敏度、微小的尺寸和较高的灵活性，在智能交互技术发展中扮演了关键角色。这些传感器作为可穿戴设备的核心组件，能够将外部物理变化有效转化为电信号。在材料方面，导电聚合物、金属纳米线、碳纳米管和石墨烯等活性材料在柔性传感器领域得到了广泛应用，其中石墨烯及其衍生物因其卓越的机械性能和可调的微观结构，显示出巨大的应用潜力。在温度控制和监测方面，热敏电阻在日常生活、工业生产、生物医学、航空航天等多个领域发挥着重要作用。同时，随着物联网（IoT）的快速发展，对小型化、低功耗气体传感器的需求持续增长，这类传感器在监测气体泄漏、空气污染及检测危险气体等方面至关重要。
薄膜传感器的基底材料包括金属基底、半导体基底和高分子基底，其对传感器的性能和应用范围有着显著影响。金属基底，如镍、铝、铜和不锈钢等，因其良好的导电性、耐腐蚀性和热传导性，在电子和电气领域中得到了广泛的应用。在半导体基底方面，硅基底凭借其出色的电性能和高机械稳定性，已成为微电子和微机电系统（MEMS）的主流选择。在高分子基底领域，如PET和PDMS，因其显著的柔韧性、电气绝缘性和热稳定性，在人造皮肤传感器和可穿戴传感器领域得到了广泛应用。这些技术的发展对薄膜传感器的设计和功能产生了深远影响。
包括物理气相沉积、化学气相沉积和脉冲激光沉积等在内的薄膜传感器制备技术展现了它们特有的优势。此外，溶胶-凝胶技术和电沉积在精准制备纳米结构方面显示出独特的潜力，而旋涂法和原子层沉积技术则在薄膜传感器的实验室规模应用及高端制造领域发挥着重要作用。这些研究不仅体现了对薄膜传感器技术的深入理解，也为未来的应用开辟了新的可能性。新型薄膜传感器在性能和制备技术上展现出比传统传感器更进一步的潜力，未来的研究需聚焦于增强传感器材料稳定性、提升传感器灵敏度及降低生产成本等方面。
本论文对薄膜电阻传感器材料及其关键技术的研究和开发提供了支撑，同时也对薄膜电阻传感器的工业化生产具有指导意义。本研究工作得到了国家自然科学基金面上项目(51971148)、上海市“曙光计划”项目(21SG45)、上海高性能医疗器械材料工程技术研究中心(20DZ2255500)的资助。
图 1 磁控溅射法制备纳米花形貌的薄膜气体传感器
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147029