基于核鞘结构传感介质的柔性多功能传感器：湿度传感与耐热压力的创新集成

本文推荐一篇突破性研究：作者团队通过一步法同轴湿纺技术开发出ANFs@MXene/PVA（AMP）核鞘气凝胶纤维传感器，创新性地整合了湿度传感（灵敏度高达3144.74%/%RH）、非接触式分子识别及高温压力传感功能。该传感器以芳纶纳米纤维（ANFs）为鞘层增强热稳定性，MXene/PVA核层实现高效电子-离子协同传导，为复杂环境下的实时健康监测（如呼吸追踪、危险液体预警）提供了轻量化、多功能的可穿戴解决方案。

　　

亮点

本研究通过同轴湿纺技术构建的核鞘结构气凝胶纤维，突破了传统传感器在极端环境下的功能局限，其创新设计犹如给电子设备穿上"纳米防护甲"——ANFs鞘层赋予高温稳定性，MXene/PVA核层则像分子级天线精准捕捉湿度变化。

材料与方法

MXene（Ti₃C₂T_x）纺丝液制备

采用LiF/HCl蚀刻Ti₃AlC₂ MAX相获得单层MXene纳米片，其表面丰富的-F/-OH官能团（就像分子触手）显著提升亲水性，为后续湿纺提供理想导电基质。

ANFs@MXene/PVA气凝胶纤维传感器制备

通过"核鞘协同"策略：PVA-MXene核层形成三维多孔网络（湿度响应速度<1秒），ANFs鞘层则像防弹衣般通过酰胺键交联网络抵抗300℃高温。冷冻干燥工艺使纤维密度低至0.16 g/cm³，却仍能承受500次弯曲循环。

结论

这种"一纤多用"的设计颠覆了传统传感范式：既能像章鱼触手般灵敏感知0-90%RH湿度梯度（检测限达0.1%RH），又可化身"分子侦探"区分甲醇/丙酮等危险液体；在消防服等高温场景下，其压力传感性能波动率<5%，堪称可穿戴设备的"瑞士军刀"。

作者贡献声明

王前阳：主导实验设计并撰写初稿；马杜鑫：项目管理与数据分析；方华阳：实验实施；吴迪：方案验证；孙建平：资金支持与论文修订。

利益冲突声明

作者声明本成果不存在任何"学术利益冲突"，所有数据可依需求公开——这为产业转化铺平了道路。

致谢

感谢广西科技专项（AD25069078）和中央引导地方科技发展基金（2022年贵科中引专项）的资助，这些支持如同"创新催化剂"推动项目落地。