研究背景

数百万年的自然选择进化，让众多生物形成了能精准检测环境变化的独特传感系统。以人类为例，其五大感官（视觉、触觉、听觉、味觉、嗅觉）通过专门器官和受体，可将光、压力、振动等外部刺激转化为电化学信号，具备高适应性和灵敏度等优异特性。受此启发，人工传感器领域发展迅速，但传统传感器采用刚性电子基材料，无法变形，难以适配不规则表面，且无法复刻生物传感系统的信号传输原理。为此，兼具柔韧性、拉伸性和离子导电性的柔性离子材料应运而生，为仿生传感器的研发提供了关键支撑，不过目前该类传感器仍面临性能标准化、复杂环境适应性等诸多待解难题。

研究亮点

1.构建了全面的分类框架，将传感器按视觉、触觉、听觉、味觉、嗅觉和接近传感六大类展开，系统梳理了每类传感器的自然灵感来源、工作机制及人工实现方式。

2.深入剖析柔性离子材料的核心优势，包括拉伸性、柔韧性、透光性、离子导电性等，且阐述了其如何助力传感器复刻生物传感系统的关键功能。

3.整合了多类生物的独特传感特性，既涵盖人类五大感官，也包括鳐鱼、鲨鱼的接近传感、蚂蚁触角的多功能传感等，为传感器设计提供了丰富的自然灵感。

4.基于大量实验数据，明确了不同传感器的核心性能参数（如响应时间、灵敏度、检测范围等），并通过对比分析，凸显了柔性离子传感器的性能优势。

5.针对性指出当前研究面临的四大核心挑战，并从水生环境传感、植入式生物降解性、机械可持续性、电化学稳定性四个维度，提出切实可行的未来研究方向

研究内容

核心基础与材料特性：

自然传感系统的启发：自然生物的传感系统是传感器设计的核心灵感来源。人类的五大感官器官（眼、耳、皮肤、舌、鼻）通过专属受体实现信号转换，而鳐鱼、鲨鱼的电感受器、蚂蚁的触角、骆驼的鼻腔结构、荷叶的疏水表面等生物特性，为多功能、高性能传感器的研发提供了创新思路。

柔性离子材料的优势：柔性离子材料凭借低模量特性，具备拉伸性、柔韧性和柔软性，能很好地适配生物组织或不规则表面 ；其高透光性为透明电子学应用奠定基础 ；极性液体填充使其拥有良好的离子导电性 ，且水和有机溶剂的低成本特性，支持大规模、三维化制备 。

来源：传感器专家网