综述：规模化分布式环境传感器网络的材料进展

本综述系统阐述了支持分布式环境传感新范式的材料科学进展：通过可系统级分析且能在预定记录期后无害环境消融（ecoresorbable）的传感元件网络，实现大范围精准监测，为生态健康评估与人为干预影响研究提供关键技术支撑。

　　

Abstract

精准且具有时空分辨能力的环境与生态系统监测，是识别和补救自然或人为环境危害的起点。传统方法在自动化程度和时空范围上存在局限，而材料科学、化学、电子学和机器人学的最新进展正推动分布式传感网络的实现。本综述聚焦于支持这一新范式的材料创新，特别是能够在大范围部署后实现完全或部分环境消融（ecoresorbable）的传感装置。

环境危害与监测需求

全球生态系统面临化学污染物、生物因子以及有害物理条件等多重威胁。人类活动（如居住、农业和工业）直接影响环境适宜性和生态稳定性，因此亟需开发能够量化这些因素的高效传感技术。现有方法往往无法实现宽时空覆盖和自动化操作，限制了大规模环境评估的有效性。

现有检测方法的局限

当前用于化学污染物、生物因子和物理条件的检测技术存在明显不足。例如，化学分析通常依赖实验室仪器，难以实时原位进行；生物因子监测多需人工采样；物理条件（如温度、压力）的传感网络则往往缺乏集成性和可降解性。这些局限促使研究者探索新材料与新技术以构建下一代环境传感系统。

技术创新： dispersion, motility, communication and power

分布式传感网络的实现依赖于多项技术创新：

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  dispersion（分散部署）：通过无人机、机器人或流体介质实现大规模传感器部署；

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  motility（移动性）：部分传感器具备自主移动能力，以扩大监测范围；

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  communication（通信）：低功耗无线网络（如LoRa、ZigBee）支持数据传输；

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  power（供能）：可降解电池、能量采集器（如太阳能、生物燃料电池）延长设备寿命。

环境可降解材料的前沿进展

实现大规模分布式（数百万个传感器）瞬态传感网络的关键在于环境可降解材料的发展。这些材料包括：

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  可水解聚合物：如聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA），可在特定环境下分解；

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  可降解电子材料：如瞬态半导体、可溶解导体，支持电路的全消融；

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  生物相容性基底：如纤维素、蛋白质基材，减少环境残留。

  这些材料确保传感器在完成监测任务后无害消融，避免二次污染。

总结与展望

材料科学的进步正推动分布式环境传感网络向自动化、网络化和环境消融化方向发展。未来，大规模部署的瞬态传感器将实现对全球生态系统的持续精准监控，为环境健康、资源可持续性和生态稳定性评估提供前所未有的数据支持。这一范式不仅有助于量化人为干预的影响，也为应对全球环境挑战提供了新技术路径。