3D打印具备可以加工各类跨尺度复杂精密三维结构的能力，通过3D打印精确制造各类可以显著提升传感器性能的微结构，从而彻底改变了柔性压力传感器的开发。这些进展极大地改善了诸如传感器的灵敏度、响应时间和耐久性等关键性能，促进了其在可穿戴电子、机器人和人机界面中的应用。本综述全面分析了这些传感器的传感机制，强调了微图案化、微孔和分级设计等微结构在优化性能中的作用，重点介绍了3D打印技术（包括直接和间接制造方法）在创建具有高精度和适应性的复杂微结构方面的优势。通过探讨人体生理信号监测、运动检测、软体机器人以及新兴应用等具体领域，展示了这些传感器的多功能性。
此外，本综述简要讨论了关键挑战，如材料兼容性、优化困难和环境稳定性，以及新兴趋势，如先进技术集成、创新设计和多维传感。通过总结最新进展并指出创新机遇，本综述为弥合科学研究与实际产业应用之间的差距提供了关键见解，有助于加速具有复杂3D打印微结构的柔性压力传感器的发展。
图2. 不同工作原理的柔性压力传感器
近年来，具有微结构的柔性压力传感器获得了极大关注，从而引导了各种创新设计和制造技术的发展。除了通过在传感层和电极层上修饰表面微结构来增强传感器响应时间和灵敏度的传统方法外，3D打印还引入了对内部结构卓越的控制能力。这种能力使得在传感器内部创建多孔微结构成为可能，允许直接或间接地使用多种材料进行制造。通过将微结构整合到基于不同传感机制的柔性传感器中，3D打印显著提升了灵敏度、响应时间和耐久性等性能指标。如今具有3D打印微结构的柔性压力传感器因其在新兴应用中的潜力而受到认可，这些应用包括健康监测、运动检测、软体机器人、人工智能和大数据分析。尽管取得了这些进展，一些挑战依然存在，这为进一步的研究与开发提供了机遇。
图3：常用3D打印技术：包括基于挤出式3D打印和光聚合打印，通过直接或间接方法应用，以制造用于柔性压力传感器的各种微结构
本综述重点介绍了具有微结构的3D打印柔性压力传感器取得的重大进展，审视了其传感机制、制造方法、结构设计和多样化的实际应用。通过集成各类微结构，这些传感器在灵敏度、响应时间和多功能性方面取得了显著进步。然而，挑战仍然存在，包括3D打印精度的限制、材料兼容性问题，以及在微结构设计中平衡相互冲突目标的需求。环境稳定性、耐久性和实际性能等问题也阻碍了其广泛应用。
未来研究应侧重于推进3D打印技术，以实现更高的精度、多尺度制造和更广泛的材料兼容性。探索多材料和4D打印可以实现更智能、适应性更强的传感器设计。结合新颖的微结构，如超材料和多功能结构，有望进一步提升传感器性能。此外，将应用扩展到多维传感和多物理场检测，连同在微型化、集成和自供能系统方面的创新，将推动医疗健康、机器人学和人工智能领域的变革性进展。总体而言，具有微结构的3D打印柔性压力传感器展现出在医疗健康、机器人学和人机交互等多个领域推动创新的巨大潜力。随着持续的研究与开发，这些传感器有望取得重大突破，并在新兴技术领域发挥关键作用。
文章标题：Flexible Pressure Sensors Enhanced by 3D-Printed Microstructures
文章链接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202500076
