吉林大学刘方猛教授针对气体、湿度和压力传感器“测不到”、“测不准”和“测不稳”等共性关键难题,以及可穿戴系统的特殊需求,从传感新机制探索入手,沿着新型传感材料、器件结构、智能化方法和检测装置的路径开展研究,近期取得如下学术成绩:(1)针对气体检测,提出通过调控敏感电极电催化活性和三相界面反应场以及特征响应模式提高传感器灵敏度、选择性和降低检测下限的新策略,通过融合微纳器件独特结构、纳米异质结和分子特异性识别效应提升传感器灵敏度、选择性和稳定性的新方法,构建了面向环境监测和疾病无创诊断的混成电位型固体电解质和电阻型室温柔性气体传感器。结合智能化算法,研制出车载NOx传感器系统、小型化环境物联网监测节点、便携式糖尿病呼气检测仪和低功耗可穿戴检测装备。(2)针对湿度检测,提出调控传感单元微纳结构、表面亲水官能团种类增强水吸附量,构筑宏观亲水微观疏水结构以增强吸脱附的新策略,构建了面向可穿戴智能监测的电阻型湿度传感器,结合智能方法,开发出便携式遗尿监测和呼吸障碍实时监控系统。(3)针对压力检测,提出兼具高孔隙率和高可逆形变的复合微纳感知结构,利用介电效应和电荷捕获效应动态调控表面接触势垒,研制出面向可穿戴智能监测的压阻型和自供电型柔性压力传感器,结合智能化技术,实现了方言、手语和非接触运动物体的精准识别。
刘方猛教授主要研究方向为新型传感器技术与装置:气体传感器、柔性电子技术和传感器件、智能传感系统和检测设备。担任中国仪器仪表学会传感器分会、中国自动化学会导航制导与控制专委会、中国机械工程学会微纳制造技术分会等多个学术组织委员。发表中科院一区SCI论文200余篇,SCI总他引9700余次,授权国家发明专利63项。主编“十四五”国家重点出版基金-电子信息前沿学术专著1部。作为项目负责人主持或完成国家自然科学基金青年科学基金(A类、B类和C类)项目、重点项目等国家和省部级科研项目10余项。获得吉林省技术发明奖一等奖、中国仪器仪表学会青年科技人才奖等。