压力传感器，登上Science！

背景：柔性压力传感器在可穿戴设备、医疗监测等领域至关重要，但其性能长期受困于高敏感度与宽检测范围之间的矛盾。传统块体材料中，承载能力与杨氏模量通常正相关，而机械超材料理论上可解耦这些参数。研究目的：华中科技大学的张耀教授和宾夕法尼亚州立大学的王庆教授开发出一种力电耦合超材料，将分子铁电材料嵌入三维打印的梯度晶格结构中，旨在实现自供电压力传感器，同时具备低模量、高承载能力和宽检测范围。结论：该设计通过梯度晶格实现自适应重构与可控变形模式转换，建立了单调的机械载荷-电信号响应关系。通过在超材料中引入模量梯度，进一步增强了低载荷区域的灵敏度，并将检测范围扩展至六个数量级（1.3 Pa 至 3.45 MPa）。该双梯度超材料成功克服了现有传感器中敏感度与检测范围之间的内在制约关系，其实际应用包括制造机械手以精确测定物体硬度，以及集成到车轮中进行地形图绘制。相关论文发表在《Science》上。