近日，安徽農(nóng)業(yè)大學材料與化學學院安徽省健康睡眠家居產(chǎn)品工程中心陳玉霞教授團隊在《Advanced Science》發(fā)表了題為 “Biomimetic Multiscale-Structured Biomass Graphene/Polyurethane Sponge Composite for Flexible Pressure Sensors and Intelligent Cushioning Materials”的最新研究成果，報道了在生物質(zhì)基海綿柔性壓力傳感器方面的重要進展。

隨著智能家居的普及，傳統(tǒng)柔性傳感器在靈敏度、耐用性及舒適性方面的局限性日益凸顯，且傳統(tǒng)石化基電子器件面臨資源消耗與環(huán)境污染的挑戰(zhàn)。開發(fā)兼具舒適支撐、高性能感知與綠色環(huán)保特性的柔性傳感器，已成為智能軟體家具領域的迫切需求。

針對這一難題，陳玉霞教授團隊受生物結構啟發(fā)，提出并制備了一種具有“雙網(wǎng)絡結構”的綠色柔性傳感器。團隊首先通過催化石墨化與CNF輔助剝離技術，從絲瓜藤中制備出高質(zhì)量納米石墨片作為綠色導電介質(zhì)；隨后利用浸涂與冷凍自組裝技術，在聚氨酯海綿骨架內(nèi)構建出互鎖的三維生物質(zhì)石墨烯氣凝膠網(wǎng)絡。

研究表明，這種獨特的仿生雙網(wǎng)絡結構極大地優(yōu)化了材料的“電-力耦合”行為：在低中壓范圍內(nèi)，通過接觸電阻的分階段激活機制，顯著提升了傳感器的靈敏度與線性響應；在高壓范圍內(nèi)，則轉變?yōu)橛蓾B流—幾何效應主導的本征壓阻行為。新型傳感器不僅具備高靈敏度（0.821 kPa?1）、寬量程（242 kPa）和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（＞30,000次），還兼具可水洗、阻燃、高透氣及寬帶吸聲等多功能特性?；谠搨鞲衅鳂嫿ǖ闹悄艽矇|系統(tǒng)，成功實現(xiàn)了對人體體壓分布的實時可視化監(jiān)測、睡姿自動識別、褥瘡風險預警以及床板角度調(diào)節(jié)的智能反饋，充分展示了其在智能軟體家具與健康監(jiān)測領域的廣闊應用前景。

審核編輯 黃宇