仿生非对称CNF/GO膜

湿度驱动自弯曲55°

受卷柏启发的非对称结构使薄膜在湿度刺激下自主弯曲，为无源自供能传感提供敏感材料基础。

Rui, Shi · Na, Zhonglai · Liying, Luo · Jiezhu, Pan · Siqi, Ma · Ruiwen, Zhao · Meiyang, Zhang · Fengyan, Liu · Haohang, Liu · Gongzhuo, Yan · 侯绪研

Materials and Design 2026

参数信息

最大弯曲角度

55 °

TENG传感器最大输出电压

2.564 V

循环加载次数

500

技术优势

湿度驱动自弯曲

非对称结构使薄膜在湿度刺激下产生失配膨胀，无需外部驱动即可实现55°的弯曲形变，为无源传感提供直接的机械响应。

自供能可穿戴监测

与PTFE集成构建的TENG传感器将湿度引起的形变转化为电信号，在不依赖电池的情况下实现呼吸和汗液的同步监测，输出电压达2.564 V。

循环稳定性好

经过500次循环加载后，器件性能保持稳定，说明其机械结构在反复形变下不易疲劳，适合长期佩戴使用。

应用场景

• 柔性可穿戴传感：可直接贴附于人体，将呼吸和汗液引起的湿度变化转化为可检测的形变与电信号。
• 呼吸监测：通过气流和湿度响应区分不同呼吸模式，实时反映静息与运动状态下的呼吸变化。
• 汗液传感：检测不同身体区域的汗液变化，为运动强度和代谢状态评估提供局部信息。
• 运动状态监测：同步采集呼吸与汗液信号，区分不同运动项目引起的生理响应差异。
• 自供能传感器：通过TENG机制将机械形变转化为电能，无需外部电源即可驱动传感功能。