隨著物聯網和可穿戴電子技術的日益進步，對各種傳感器的開發需求也在迅速增長。壓力映射傳感器由于與人機界面和人造皮膚密切相關，因此需求迫切。常規的壓力傳感器使用各種機械和電氣壓力感測方法，比如壓電，壓阻，以及電容感應機制。此外，場效應晶體管壓力傳感器被廣泛地用于電子設備中。這使其易于與其他附件一起使用，并且通過使用有源矩陣結構可以實現最小的串擾。近期，研究人員表明可以通過監測場效應晶體管中柵極感應效應的變化來測量大范圍的壓力，在這些場效應晶體管中，介電層被空氣取代，從而介電層的厚度隨外部接觸而變化。但是，盡管具有這些優點，但仍需要龐大的設備來操作整個系統，例如外部電源和讀取電信號所需的設備，所有這些都會損害系統的便攜性。同樣，即使傳感器可以傳輸電信號，但如果要與其他電子設備一起使用，仍然需要額外的電線。

　　在這方面，必須將電源、無線通信裝置和壓力傳感器集成在一起。通過將此類便攜式設備與智能手機進行無線連接，可以輕松地將來自設備的信息轉換為數據，進行分析或直接在智能手機上顯示。這些收集到的信息最終可以用作分析相關數據(如人體健康數據)從微觀到大趨勢的基礎。

　　韓國延世大學研究人員提出了一種小型化、重量輕和電壓驅動的系統，該系統可以通過(1)直接打印的方法在傳感器基板背面制備內置的電池;(2)壓敏開關通過消除待機功耗來實現低功耗驅動;(3)無線通信模塊可以與外部電源進行遠程互操作。內置可打印電池具有出色的充電/恒電流放電循環性能，適用于具有頻繁充放電循環的可穿戴設備。并且還證明了由藍牙模塊、傳感器和電池組成的設備可以將壓力感應反饋轉換為電信號，再傳輸到藍牙模塊，并立即顯示在智能手機的屏幕上。盡管已經對可印制電池基板的應用進行了一些研究，但是尚未對全功能設備和無線通信的實際實現進行過報道。此外，設置傳感器陣列可以形成對有壓力響應的有機發光二極管，讓用戶識別可視化的局部壓力信息。同時，通過操作壓力切換，電池的能量消耗增加。通過構建無線通信系統，傳感器結果可以轉換為數字信號。而無需額外費用。這些技術實現了電子傳感器和移動設備之間的無線通信，從而使其變得緊湊且消耗很小功率。因此，在能源和生物醫學領域的收集的數據結果是非常有前景的。

　　圖1.(a)壓力傳感集成系統的示意圖，包括壓力傳感器、內置電池和無線藍牙模塊;(b)壓力傳感器陣列每個組件的光學顯微鏡圖像和壓力傳感器一個像素的放大圖像;(c)直接在壓力傳感器背面制造的內置電池的照片;(d)施加壓力(60KPa)引起的電流變化;(e)通過OLED的FET的傳輸特性ID-VG曲線

　　圖2.(a)壓力傳感和每個組件的電學特性原理機制示意圖;(b)施加不同壓力時，壓力傳感器的傳遞特性ID-VG曲線;(c)實時施加不同的壓力時，器件的輸出電流的改變;(d)施加不同壓力時，OLED發出的光的強度的改變;(e)制備的壓力傳感器-OLED的發光響應和PDMS薄膜壓縮測試得出的真實應力-應變曲線的比較;(f)在相同的60 KPa外加壓力下實時比較有無開關的壓力傳感器的響應值;(g)比較重復壓力傳感器操作時有無開關的功耗;(h)在60 KPa壓力下對壓力傳感器進行循環測試

　　圖3.(a)單片集成13.5 VSB-LIB的示意圖，其中OLED內部串聯連接的5個平面型雙極配置的電池(左)和單位電池的截面SEM圖像(右);(b)電池中的離子/電子傳輸的示意圖;(c)通過紫外線固化輔助印刷在SiO2介電層上逐步制造SB-LIB的過程的照片;(d)恒電流放電曲線;(e)SB-LIB在電流密度為0.1 C/ 0.1 C下，7.5-13.5 V電壓范圍內的充放電循環性能;(f)SB-LIB的開路電壓隨時間的變化曲線;(g)暴露于熱沖擊(120 ℃/h)之前與之后的SB-LIB充放電曲線的比較;(h)SB-LIB的溫度隨SoC的變化(0%、50%和100%)的照片

　　圖4.(a)有源矩陣傳感器陣列的相應電路，可選擇性讀出電響應并無線傳輸至智能手機;(b)由壓力傳感器、內置電池和藍牙組成的集成設備的照片;(c)施加壓力而發光的單個傳感器像素的照片，以及通過無線通信接收壓力信息手機的捕獲圖像;(d)施加壓力而發光的傳感器陣列的照片，以及通過無線通信接收壓力信息手機捕獲的圖像

　　參考文獻：WoonHyung Cheong, Byungkook Oh, Se-Hee Kim, Jiuk Jang, Sangyoon Ji, Seunghee Lee,Jinwoo Cheon, Seunghyup Yoo, Sang-Young Lee, Jang-Ung Park. Platform forwireless pressure sensing with built-in battery and instant visualization. NanoEnergy, 2019, 62: 230-238.