Nature npj|2D materials and applications 从眨眼到控制:纳米复合材料的柔性传感医工学人

Nature npj|2D materials and applications 从眨眼到控制:纳米复合材料的柔性传感

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Nature npj|2D materials and applications从眨眼到控制:BaTiO₃/MoS₂纳米复合材料的柔性传感突破与眼科临床转化的现实鸿沟

针对传统眼电生理传感信号微弱、佩戴不适的痛点,印度马尼帕尔大学课题组研发出BaTiO₃/MoS₂纳米复合柔性压电眼表传感器,为重度运动障碍、神经退行性疾病患者提供新型非侵入式通讯交互方案。研究通过固相反应法制备多组复合材料,优选出性能最优的S12样品,依托两相材料界面电荷协同效应,大幅提升传感与发电性能。

测试显示,S12样品压电电位显著优于纯MoS₂与纯BaTiO₃材料,具备优异的机械稳定性,经11500次循环冲击后性能无明显衰减,可稳定收集机械能并为电容充电,实现高效能量收集。该传感器可精准捕捉眼睑眨眼运动,输出稳定电压信号,结合ESP32与Wi-Fi模块搭建起“传感-通讯-控制”完整链路,成功实现眨眼动作无线操控机械手,完成了应用闭环验证。

该研究构建了低复杂度自供能人机交互范式,为残障人群辅助通讯提供全新技术思路。但目前技术仍存在临床转化短板,实验力学场景与真实眨眼生物力学环境匹配度不足,眼表生物安全性数据、长期接触相容性验证缺失,且仅实现传感节点自供能,未达成全系统自供能。整体属于优质阶段性工程成果,临床落地仍需进一步优化完善。