Force Touch，可稱為“壓感觸控”、“力感觸控”、“壓力觸控”，目前尚沒有統(tǒng)一的名字。這項技術是 Apple 公司用于其旗下產品 Apple Watch、全新MacBook 以及全新13英寸 MacBook Pro 的一項觸摸傳感技術。

新型壓力觸控傳感器 靈敏度高且穩(wěn)定性強

通過 Force Touch 技術，相應設備可以感知輕壓以及重壓的力度差別，并調出不同的對應功能。Force Touch 技術，再一次讓科學界和產業(yè)界廣泛關注可識別外界刺激位置與力度的壓力觸控傳感器。

如今，壓力觸控傳感器已應用于各個領域，例如可穿戴設備、柔性顯示器、類人機器人。幾十年來，大量研發(fā)工作都致力于提升壓力靈敏度，實現工業(yè)級的感知設備。

然而，將壓力觸控傳感器應用于柔性電子設備，卻仍頗具挑戰(zhàn)性。因為當設備彎曲時，感知性能會由于機械壓力與形變而產生變化與退化。

創(chuàng)新

為了戰(zhàn)勝這些挑戰(zhàn)，近日韓國科學技術院（KAIST）研究人員們研究出一種薄、柔、透明的分層納米復合材料，進而設計出一種高性能且透明的納米壓力觸控傳感器。研究團隊稱，他們設計的傳感器同時具備了工業(yè)級應用所需要的全部必要特性：高靈敏度、透明、對彎曲不敏感、可制造性。

該校電氣工程學院的教授 Jun-Bo Yoon、博士生 Jae-Young Yoo 以及博士 Min-Ho Seo 組成的團隊開展了這項研究，相關論文成為了《先進功能材料（Advanced Functional Materials）》期刊的封底。

技術

為了解決前文所述的挑戰(zhàn)性問題，研究團隊專注于開發(fā)無氣隙的傳感器，從而打破傳統(tǒng)技術的束縛。因為在傳統(tǒng)技術中，為了保持高靈敏度與柔性，壓力觸控傳感器需要在電極之間具有氣隙。

研究人員提出的這種無氣隙的壓力觸控傳感器，是基于含有金屬納米顆粒和納米格柵基底的透明納米復合物絕緣體。金屬納米顆粒能根據壓力，最大化絕緣體中的電容變化；納米格柵基底會通過聚集壓力，來增加透明度和靈敏度。團隊最終成功地制造出高度靈敏、透明、柔性的壓力觸控傳感器。在反復受到壓力的情況下，傳感器仍然可以保持機械穩(wěn)定性。

上部圖片：透明、柔性壓力觸控傳感器的原理示意圖；下部圖片：采用壓力聚集來提升靈敏度

新型壓力觸控傳感器 靈敏度高且穩(wěn)定性強

更進一步說，通過在同一平面上安置感應電極作為中性面，壓力觸控傳感器甚至能夠在彎曲至圓珠筆半徑的情況下運行，而且不會改變其性能。

科研人員提出的壓力觸控技術也滿足了大規(guī)模量產的要求，例如大面積均勻性、可復演性、與溫度以及長期使用相關的穩(wěn)定性。

最終，研究團隊將傳感器應用到可監(jiān)測脈搏的可穿戴健康保健設備中，實時檢測人類脈搏。此外，研究團隊還通過HiDeep公司證實，7英寸的大面積傳感器可以集成到商用的智能手機中。

價值

領導這項研究的博士生 Jae-Young Yoo 表示：“我們采用一種簡單的結構與制造工藝，成功開發(fā)出一種工業(yè)級的壓力觸控傳感器。我們希望它可以廣泛地應用于用戶觸控接口與可穿戴設備?！?/span>

新型壓力觸控傳感器 靈敏度高且穩(wěn)定性強