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本文针对机械超材料在集成传感功能时面临的灵敏度与检测量程之间的固有性能权衡瓶颈，以及非单调负载信号响应导致的检测不确定性挑战，提出了一种创新解决方案。研究团队由华中科技大学张光祖、张耀教授和美国宾夕法尼亚州立大学王庆等人组成，他们描述了一种嵌入分子铁电材料的3D打印超材料，用于自供电压力传感器。研究背景指出，传统传感器难以在保持低模量的同时实现极大的负载检测，限制了复杂环境下的应用。研究目的是通过梯度晶格设计实现自适应重新配置和受控的变形模式转变，从而打破性能权衡。研究结论表明，该超材料通过引入几何晶格与杨氏模量的双重梯度，实现了从1.3 Pa到3.45 MPa的检测范围，跨越了六个数量级并保持高灵敏度。同时，利用支柱-平板混合晶格设计，实现了从支柱弯曲到平板压缩的受控路径切换，消除了应力平台和波动，确保了传感信号的精确性。通过机器人触觉感知、食品成熟度评价及地形图绘制等应用，证明了该超材料在可穿戴电子、软体机器人及智能监测系统中的巨大潜力。