（通讯员 翁俊）近日，我校材料科学与工程学院匡双阳博士在自驱动荧光器件上取得重要进展，研制出基于自驱动荧光传感的高精度低阈值的触觉-声音传感器，并首次提出了基于自驱动荧光传感的声-光-电声音传感机制。研究成果以“Self-powered visualized tactile-acoustic sensor for accurate artificial perception with high brightness and record-low detection limit”为题刊登在Science子刊《Science Advances》上。

力致发光技术（mechanoluminescence，ML）因其对机械刺激的快速响应而成为制作自供电可视化传感器最具代表性的技术之一，引起了广泛的研究关注。然而，基于该技术的高精度识别仍然存在一些突出的问题。一方面，触发阈值过高，无法检测到声波等弱机械刺激。另一方面，低发光强度严重限制了其应用范围。近些年人们发现摩擦电荷诱导的电致发光可以将弱的机械刺激转化为实时发光，这可以作为一种新的力致发光形式，并为可视化传感器的发展提供了一种替代方案。当两种不同的介电材料相互接触时，接触界面的摩擦电荷在荧光材料中产生快速变化的电场，这使得基于摩擦电的电致发光器件具有结构简单、触发阈值低、高灵敏性等特点。

基于上述问题，匡双阳博士和东北大学苏丽教授课题组合作研制出基于自驱动荧光传感的高精度低阈值触觉-声音传感器（SVTAS）。该传感器结构简单，由支撑层、导电栅格增强层、荧光层、摩擦起电层构成。通过严格的摩擦电荷层材料的选取以及在导电栅格增强层的边缘效应作用下，SVTAS在水平滑动（HS）模式下实现了0.5 mW cm-2（32 cd m-2）的高亮度和0.5 kPa的超低检测下限。即使在环境光照为300 lux的情况下也能明显观察到荧光发射，这使得其在机械力传感可视化上具备巨大潜力。同时，将SVTAS与PVDF纳米纤维膜结合可实现超灵敏的声光转换。该声光传感结构对44.04 Hz的声波响应最灵敏，具有8.7 dB-1的高信噪比和0.8 ms的超快响应时间（60-90 dB）。此外，基于SVTAS设计了人工可视化感知系统，可实现高准确度的机械力轨迹识别和语音识别。因此，提出的SVTAS不仅有望促进自供电可视化传感器的发展，而且有望大幅扩大电致发光的应用范围。

匡双阳博士为本论文的共同第一作者，武汉工程大学为论文第二单位，东北大学的苏丽教授为本论文的第一作者，东北大学为论文第一单位。

原文链接：https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adq8989

匡双阳博士所在功能薄膜材料与器件团队长期致力于研究各种基于功能薄膜材料纳米器件的构效关系，探究其内在机理和物理化学本质，在基于摩擦电荷的自驱动传感系统、基于自驱动荧光发光的可视化传感器件、抗湿性驻极体材料等方面做了较多研究。研究结果发表在Sci. Adv.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nanoenergy等高影响力学术期刊上，并申请获得了多项国家发明专利授权。（审稿 江学良 熊礼威）