TPU/MOFs静电纺丝复合薄膜：水下触觉传感与指关节弯曲监测的创新解决方案

本研究针对深海环境下柔性触觉传感器面临的材料密封要求严苛及静水压致硬化效应等挑战，开发了一种基于热塑性聚氨酯弹性体（TPU）与金属有机框架（MOFs-801）静电纺丝纳米纤维膜的自驱动静水压平衡式水下柔性触觉传感器。该传感器通过压力作用下离子迁移速度差异产生电流信号，实现了压力与位置同步感知，最高灵敏度达1.31 kPa?1，在600 kPa载荷下历经1400次循环仍保持稳定性能，在100米水深环境下信号仅衰减10.38%，成功演示了指关节弯曲监测与物体形态识别的应用潜力。

　　

针对深海环境中柔性触觉压力传感器面临的严苛水密封要求以及高静水压导致的材料硬化效应，研究人员开发出一种基于热塑性聚氨酯弹性体（TPU）与金属有机框架（MOFs-801）静电纺丝纳米纤维膜的自驱动静水压平衡式水下柔性触觉传感器。该传感器通过压力作用下离子运动速度差异产生电流信号，可同步实现压力与位置感知。实验结果表明信号强度随施加压力、羧基浓度和拉伸长度的增加而提升，信号方向与强度取决于薄膜受压或拉伸位置，越靠近薄膜末端电流强度越大。该传感器最高灵敏度达1.31 kPa^?1，响应时间和恢复时间分别为0.16秒与0.51秒，在600 kPa外载荷下经历1400次循环后仍保持工作状态，在100米水深环境下信号强度仅下降10.38%。通过监测指关节弯曲成功实现了物体形态识别的概念验证。