基于MXene/丝素蛋白气凝胶的机械-热-声多功能传感器

《ACS Nano》：Mechano-thermo-acoustic Multifunctional Sensor Based on an MXene/Silk Fibroin Aerogel

柔性传感器基于3D MXene/silk fibroin气凝胶制备，具备机械、热、声多模态检测能力，灵敏度103.14 kPa–1，检测限1.96 Pa，响应时间110.92 ms/77.81 ms，循环稳定性>10,000次，并实现96.58%的语言识别准确率。

　　

传统传感器通常存在材料性能受限、结构配置固定，以及缺乏可调性和三维（3D）多孔架构的问题，这些因素限制了它们在多功能性、微型化及无缝集成方面的应用。为此，研究人员开发了一种基于3D MXene/丝素蛋白（SF）气凝胶的柔性传感器，以满足这些需求。由于这种气凝胶通过快速气体发泡工艺制备而成，具有优异的导电性和弹性，因此该传感器能够监测多种信号，包括机械、热学和声学刺激。该传感器表现出极高的灵敏度（103.14 kPa^–1）、最低检测限（1.96 Pa）、快速的响应时间/恢复时间（110.92 ms/77.81 ms），以及良好的循环稳定性（超过10,000次循环）。此外，该传感器在温度变化检测方面也具有出色的重复性和识别能力。更重要的是，它能够通过机器学习准确区分不同语言的声音信号，语言识别准确率达到96.58%。这项研究为高性能、多功能集成柔性传感器的未来发展提供了新的思路和方法。