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⬡ 新材料科研进展

中国科学院开发出超灵敏宽温域镁金属电池型压力传感织物

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发布时间
2026-07-01

💡这项突破是什么?

687.32 mV·kPa⁻¹的超高灵敏度、0.96 Pa的低检测限以及超过20万次工作循环的长期稳定性;进一步通过有限元模拟与等效电路模型分析揭示了“压力-界面阻抗-信号输出”的内在关联机制。

图4 −40 至100℃超宽温域稳定传感特性及感知机理研究:传感织物可在极宽的温度范围(-40 至 100°C)内实现稳定、连续的压力检测;分子动力学模拟结合实验研究揭示了PEO-MgCl2准固态电解质的抗结晶机制,即氢键网络有效调控水分子扩散动力学并抑制其结晶过程的局部原子重排,从而保障器件在宽温度范围内维持超稳定压力响应。此外,电池型传感织物兼具优异的透气透湿性能,能够为极端环境智能感知与人机交互提供可靠平台。

图5 电池型传感织物赋予机器人“耐寒耐热皮肤”,实现宽温环境稳定感知。 结合机器学习算法,传感织物阵列可实现物体识别与智能分类,并验证了其在−18 至80℃范围内保持稳定、高灵敏的触觉感知能力,这为人形机器人在极地探测、高温巡检等极端环境中的自主感知、智能交互与自主作业提供了可能。

该研究通过构筑基于镁金属电池的自供能压力传感织物,成功赋予机器人可耐受极端温度的“仿生皮肤”,实现了从极地严寒至沙漠酷热(−40至100 °C)宽温域内的高灵敏度与稳定压力感知,有力推动了极端环境下柔性自供能压力传感领域的技术进步。相关成果以High-energy-density aqueous magnesium metal battery textiles enable ultrasensitive pressure sensing across −40° to 100 ° C为题发表于Science Advances(请点击“阅读原文”查看论文)。中国科学院苏州纳米所与上海科技大学联合培养硕士研究生贾迎、中国科学院苏州纳米所博士后陈裕为共同第一作者,张其冲研究员、李清文研究员和白志青副研究员为共同通讯作者。本研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家重点研发计划、博士后创新人才支持计划及江苏省自然科学青年基金等项目的联合资助。

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