综述：化学电阻型气体传感器材料：挥发性有机物识别

（编辑推荐）本综述系统梳理了基于智能摩擦电材料（TENG）的电子皮肤（e-skin）在分子设计、多功能集成及医疗监测等领域的突破性进展，重点阐释了1D纤维、2D薄膜和3D凝胶的复合策略，及其在拉伸性、自修复（self-healing）、生物相容性等关键性能上的创新应用，为可穿戴设备在医疗监测、运动传感和人机交互（HMI）中的发展提供了新范式。

　　

智能摩擦电材料驱动的电子皮肤革命

智能摩擦电材料的崛起正推动着电子皮肤（e-skin）技术的范式转变。通过耦合接触起电和静电感应机制，这类材料能将机械能直接转化为电能，实现自供电传感。从分子设计到系统集成，研究者们已构建出涵盖1D纤维、2D薄膜/织物和3D凝胶的全维度材料体系，为可穿戴设备赋予类皮肤功能。

智能摩擦电材料的维度革命

1D纤维通过静电纺丝等技术实现微纳米级电荷捕获，聚偏氟乙烯（PVDF）纤维的压电常数可达-62 pC/N；2D薄膜通过表面微结构设计（如仿生荷叶结构）实现85%以上的透湿率；3D水凝胶则通过双网络交联同时获得1500%拉伸性和自修复效率。特别值得注意的是，聚二甲基硅氧烷（PDMS）与碳纳米管（CNT）的复合使材料在300%应变下仍保持稳定电输出。

仿生功能的协同突破

• 拉伸性：离子液体嵌入弹性体可使延展性提升至2000%

• 自修复：动态二硫键体系实现室温下24小时90%性能恢复

• 生物相容性：丝素蛋白基材料植入28天后炎症因子IL-6下降67%

• 多模态传感：石墨烯/聚氨酯复合材料可同步检测压力（0.1-100 kPa）和湿度（20-90% RH）

医疗监测的范式创新

在脉搏监测中，基于聚酰亚胺的摩擦电传感器可识别0.1 Hz级微小波动，其灵敏度比传统压阻式高3个数量级。用于糖尿病管理的透皮传感器通过监测汗液葡萄糖浓度，与血糖仪相关系数达0.98。更突破性的是，搭载机器学习算法的e-skin已能区分帕金森病患者震颤与生理性震颤，准确率91.3%。

运动传感的精准解码

滑雪运动员关节处的3D打印摩擦电传感器可实时捕捉15种动作特征，采样频率1 kHz时延迟仅2 ms。游泳监测系统通过防水型e-skin分析划水力度和频率，数据与高速摄像分析的吻合度达94%。

人机交互的颠覆性进展

脑机接口领域，石墨烯电极阵列实现64通道EMG信号采集，指令识别延迟控制在50 ms内。更有趣的是，具备触觉反馈的仿生手能通过摩擦电信号区分草莓和蓝莓的软硬度差异，抓取成功率提升至89%。

尽管前景广阔，该领域仍面临三大挑战：材料耐久性（>10万次循环测试）、系统能耗（<1 μW/cm²）以及大规模制造工艺。随着人工智能与材料基因工程的融合，下一代e-skin或将实现真正的"感知-决策-执行"闭环，重塑医疗、运动和智能制造的未来图景。