为了推动柔性应变传感器或电子皮肤的实际应用，规模化制备在宽工作范围内具有良好线性度的多功能柔性机械传感器是兼具挑战性和紧迫性的任务。目前，使用单个传感器件在宽应变范围内实现对拉伸应变、压力和弯曲应变的高线性度检测非常困难。面对此问题，我们提出了一种简洁、可规模化和动力学可控的形态工程策略，制备了一种由乙烯-α-辛烯无规共聚物（ORC）多孔骨架、炭黑（CB）导电层和碳纤维（CF）组成的具有类立交桥结构的多层次空间电子传输网络的多孔复合传感材料。这种空间异质结构中的立交桥式电子通道可以有效地调控电子传输的路径，以调节传感器在应变加载过程中的电阻变化，从而分别在高达320%的拉伸应变、1.3 MPa 的压力和-90 °到90 °的弯曲角度内，实现出色的线性机电响应。此外，通过调节CF电子桥的长度和密度，可以在宽范围内有效地调控传感器的灵敏度和线性区间。进一步地，采用该策略制备的柔性传感器还能监测外部环境压力变化。作为柔性正负气压传感器，具备对-0.09 MPa至0.4 MPa范围内环境压力的连续检测能力。作为概念验证，我们展示了所提出的传感器在呼吸、关节运动监测和羽毛球击球动作矫正以及监测仿生蝠鲼扑翼动作等潜在应用。总之，这种简单多功能应变传感器或电子皮肤在很宽的检测范围内具有很高的电信号线性度（R²=0.999）和灵敏度调控灵活度，具有广阔的应用前景。

Tao Gong, He-Qing Shao, Xiao-Rong Sun, Jia-Xing Guo, Jia-Run Hou, Kai Ke^*, Lei Gong^*, Yong Cao, Yong-Hui Cao, Rui-Ying Bao, Wei Yang^*, Spatial hetero-structured composites with ultrawide linear range for positive-negative pressure sensing and e-skin of bionic fish, Nano Energy, 2024, 120, 109173.

录用时间：2023.12.06.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109173