仿生多孔材料构建的高温无线摩擦电传感器：兼具机械鲁棒性与超疏水性的可穿戴传感突破

超疏水多孔材料虽被视为可穿戴传感器的理想基底，但其表面微纳结构的机械脆弱性严重制约实际应用。受生物启发，研究人员通过将刚性金属框架嵌入柔性纤维素网络，成功开发出兼具机械强度（杨氏模量117 MPa）与超疏水性的多孔摩擦电材料（孔隙率86.2%）。基于该材料组装的温度传感器在极端湿度、强UV辐射及高机械应力下仍保持稳定输出，结合无线传感与AI技术实现98.4%的远程温度识别精度，为环境耐受型可穿戴系统发展提供新范式。

　　

自然界生物结构的精妙设计总能激发材料科学的突破。这项研究从仿生学(biomimetics)视角出发，巧妙地将刚性金属骨架与柔性纤维素网络复合，创造出一种"刚柔并济"的多孔摩擦电材料。这种材料不仅具备86.2%的高孔隙率，其117 MPa的杨氏模量(Young's modulus)更是刷新了超疏水(superhydrophobic)摩擦电材料的机械强度纪录。

研究团队将这种材料应用于可穿戴温度传感器的制造。测试表明，即便在相对湿度>90%的潮湿环境、强度达50 mW/cm²的紫外线(UV)辐射或持续机械挤压条件下，传感器仍能保持稳定的电信号输出。更令人振奋的是，通过集成蓝牙5.0无线传输模块和卷积神经网络(CNN)算法，该系统实现了98.4%的高精度温度识别，并能在智能手机端实时显示热力图。

该技术的核心创新在于材料层面的"矛盾统一"：通过金属-纤维素异质结构同时实现超疏水(接触角>150°)和抗压强度(可承受10 kPa压力)。电子显微镜(SEM)显示，材料表面分布着类似荷叶的微米级突起和纳米级褶皱，这种分级结构(hierarchical structure)正是其卓越性能的关键。当应用于机器人指尖时，该传感器能通过热电发射(thermionic emission)效应精准捕捉0.1°C级别的温度变化。

这项突破不仅解决了传统柔性传感器在极端环境下性能衰减的难题，更为深海勘探、消防防护等特殊场景的可穿戴设备开发提供了新思路。人工智能算法的引入，则让简单的温度感知升级为具备模式识别能力的智能传感系统，展现出仿生材料与信息技术的完美融合。