廣東
準確的身體動作捕捉對于生物力學評估和沉浸式虛擬/增強現實（VR/AR）系統具有重要意義。壓電彎曲傳感器模仿皮膚機械感受器的離子傳輸傳感機制，有望為可穿戴身體運動檢測提供一種自供電方法。然而，它們的實際用途受到低壓電彎曲靈敏度（通常低于 0.5 mV/度）和單向彎曲響應的限制，這限制了它們解決復雜的多自由度 (multi-Dof) 身體運動的能力。
在這里，中科院上硅所Ranran Wang，新加坡國立大學Ghim Wei Ho報告了一種克服這些限制的軟壓電多自由度 (SPIM) 柔性傳感器。
文章要點
1）它巧妙地整合了兩性偶極子-離子相互作用和尺寸引起的空間位阻效應，以實現快速離子通道形成和放大的陽離子/陰離子傳輸不平衡，從而共同促成創紀錄的3.2 mV/度的壓電離子彎曲靈敏度。結合多孔彈性力學和泊松-能斯特-普朗克模型的理論模擬證實了協同增強作用。
2）此外，獨特的方棱柱形纖維結構和兩對對稱納米網電極使 SPIM 彎曲傳感器能夠解耦多自由度關節彎曲，以區分復雜的身體運動。研究人員展示了適用于元宇宙應用的 SPIM 柔性傳感器平臺，包括自由姿勢手部動作的數字孿生以及通過配備單個緊湊型傳感器設備的單關節靈巧性進行復雜而直觀的 VR 控制。
參考文獻
Fang, Y., Ouyang, H., Cheng, Y. et al. Ultrasensitive multi-degree-of-freedom piezoionic sensor via synergistic hydrogel-ion interactions. Nat Commun (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-67613-8
https://doi.org/10.1038/s41467-025-67613-8
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