随着智能可穿戴传感系统的发展,柔性压力传感器在健康监测与人机交互中扮演着日益关键的角色。然而,传统电阻式与电容式传感器依赖外部供电,增加了系统复杂性与佩戴束缚;而压电与摩擦电传感器虽能自供电,却仅能响应动态压力,无法准确测量静态信号,限制了其在连续监测场景中的应用。更严峻的是,当前电池型传感器(如锌基体系)存在开路电压低、灵敏度不足、离子传导效率差以及传统封装材料不透气等问题,尤其在航空航天、极地科考、深海作业等极端环境中,性能稳定性面临巨大挑战。因此,开发兼具自供电、高灵敏度、能同时感知动静压力且具备宽温域适应能力的下一代柔性压力传感器,成为当务之急。
针对上述挑战,中国科学院苏州纳米研究所张其冲研究员、李清文研究员、白志青副研究员合作团队,成功研制出一种基于高能量密度水合镁金属电池(AMMB)的压力传感织物。该织物不仅实现了高达687.32毫伏/千帕的超高灵敏度、0.96帕的超低检测限和20万次的超长循环寿命,还在-40℃至100℃的极端温度范围内保持稳定工作,同时具备优异的透气透湿性。在高压力条件下,该传感织物还可转化为能量密度达287.92瓦时/千克的可靠电源,实现稳定的自供电运行。结合机器学习,该传感阵列可在恶劣环境下实现智能物体识别与自主机器人控制。相关论文以“High-energy-density aqueous magnesium metal battery textiles enable ultrasensitive pressure sensing across −40° to 100°C”为题,发表在Science Advances上。
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