王训该/方剑教授等 AFM: 用于实时人体运动检测的仿生皮肤应变传感器

背景：随着柔性健康监测技术的发展，对兼具高拉伸性、高灵敏度及高稳定性的应变传感器需求迫切，但传统传感器存在拉伸性有限、透气性差、稳定性不足等问题，液态金属复合材料也面临制备复杂和界面稳定性差的挑战。研究目的：为解决上述瓶颈，本文结合静电纺丝技术与选择性热压工艺，开发一种基于聚氨酯/液态金属（TPU/LM）复合材料的高性能仿生皮肤应变传感器，以液态金属在多孔纳米纤维网络中的受控释放构建图案化导电通路。结论：该传感器断裂伸长率达200%，水蒸气透过率与透气性优异（WVTR: 2296 g/m²/day，透气性120 mm/s），接触角超130°，兼具良好生物相容性与耐水性。它在100%应变范围内线性度极高（R²>0.99），响应时间270 ms，经1000次循环后性能稳定。该传感器能精准监测关节运动、手势识别，结合机器学习后手势分类准确率超99%，为可穿戴健康监测与人机交互提供了可行方案。