中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所（NIMTE）的陳濤教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種由可逆微彈簧效應(yīng)介導(dǎo)的生物啟發(fā)薄膜實(shí)現(xiàn)的靈活自適應(yīng)氣流傳感器。該研究發(fā)表在Advanced Functional Materials上。

基于機(jī)械變形機(jī)制的氣流傳感器因其優(yōu)異的柔韌性和靈敏度而受到越來越多的關(guān)注。然而，通過簡單和可控的方法制造高靈敏度和自適應(yīng)氣流傳感器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

受蝙蝠翅膀膜具有獨(dú)特氣流傳感能力的啟發(fā)，NIMTE的研究人員制備了石墨烯/單壁納米管（SWNTs）-Ecoflex膜（GSEM），可以任意轉(zhuǎn)移并隨后適應(yīng)各種平坦/彎曲和光滑/粗糙的表面。

憑借可逆的微彈簧效應(yīng)，研究人員開發(fā)了一種高度靈敏且自適應(yīng)的基于GSEM的氣流傳感器。

當(dāng)施加氣流時(shí)，層間SWNTs的微尺度變形導(dǎo)致接觸電阻的顯著變化，使所開發(fā)的基于GSEM的氣流傳感器具有超低氣流速度檢測極限（0.0176 m s-1）、快速響應(yīng)時(shí)間（~1.04 s）和恢復(fù)時(shí)間（~1.28 s）等優(yōu)異性能。

作為概念驗(yàn)證，可以使用基于GSEM的氣流傳感器來實(shí)現(xiàn)非接觸式操作。通過閾值控制，將其應(yīng)用于智能窗口系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)行為。

此外，研究人員設(shè)計(jì)了一系列氣流傳感器，以區(qū)分所施加的氣流刺激的大小和空間分布。基于GSEM的氣流傳感器集成到無線車輛模型系統(tǒng)中，可以靈敏地捕獲流速信息，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的實(shí)時(shí)操縱。

這種基于微彈簧效應(yīng)的氣流傳感系統(tǒng)在可穿戴電子和非接觸式智能操縱領(lǐng)域顯示出巨大的潛力。