仿生导电聚氨酯：具备多模态传感能力的人体活动与手势检测材料

本文推荐一种创新性聚氨酯基柔性电子传感材料（PU-D0.5A0.5），通过模拟天然离子通道机制（羧基/Zn2+协同作用），实现高强度（9.06 MPa）、超延展性（1791%断裂伸长率）、快速自修复（60分钟98.94%效率）和广谱抗菌（>92%）。该材料兼具生物相容性（CCK-8验证）和环境友好性（8周61.65%生物降解率），经静电纺丝制成的纳米纤维膜可精准捕捉人体运动/手势信号，为可穿戴医疗设备提供革新性解决方案。

　　

Highlight

这项研究展示了一种多功能聚氨酯基柔性电子传感材料，成功将卓越的机械性能、自修复、抗菌和生物相容特性与可持续发展理念相结合。该柔性传感材料通过巧妙的分子链设计模拟生物离子传输机制——特别是引入羧基和锌离子，显著提升了材料的自修复性能和导电性。最终获得的PU-D_0.5A_0.5材料展现出惊人的综合性能：9.06 MPa拉伸强度、1791%断裂伸长率、60分钟内98.94%的自修复效率，以及超过92%的广谱抗菌率。

Conclusions

本研究开发的多功能聚氨酯（PU）柔性电子传感材料，通过仿生离子传输机制（羧基-Zn²⁺动态配位）和六重氢键网络设计，实现了机械性能（101.03 MJ/m³韧性）、环境稳定性（10,000次拉伸循环后95.64%应力保持率）与生物功能（61.65%生物降解率）的完美平衡。经静电纺丝加工的纳米纤维薄膜可实时转换人体运动/手势为电信号，结合机器学习算法展现出智能可穿戴设备的巨大潜力，为下一代医疗监测和人机交互技术提供了创新材料平台。