人工皮肤传感器(ASSs)是近年来的研究热点，其主要通过模拟生物皮肤的结构、功能和行为来感知外部刺激，包括温度、压力、振动、声音、汗液成分和pH，许多类型的刺激响应促使ASS被广泛应用于智能机器人、环境监测、可穿戴设备和智能医疗等领域。目前，多功能集成的ASS受到了广泛的关注，但用于温度声音传感的多功能集成ASS尚未报道，而大量已经报道的温度传感实验的灵敏度还有待提高，且所有报道过的声学传感器都仅仅是在空气介质中工作的。因此，开发超灵敏导电温度声学ASS，并实现其在非空气环境中的实际应用至关重要。我院闫冰教授团队长期聚焦致力于氢键有机框架材料(HOFs)的功能化研究，近期该团队将仿生学思想巧妙地融合于氢键有机框架基发光器件的制备与应用之中，制备出超灵敏的温度-声学光响应仿生皮肤传感器，并应用于水下信息识别与传输，相关成果以“Bionic luminescent skin as ultrasensitive temperature-acoustic sensor for underwater information perception and transmission”为题发表于化学、材料国际顶级期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。
闫冰教授团队通过两步封装策略制备了一例Eu@HOF-TJ-1@TA L-skin (产品1)。产品1具有良好的柔性、溶液和结构的热稳定性以及双发射特性，可用作温度声学双功能传感器。研究人员详细分析探讨了产品1的温度响应机制，对于298.15−358.15 K的温度传感，该产品表现出超高的最大相对灵敏度(97.669% K−1)和超低的最低温度不确定度0.000952 K。课题组研究了产品1在空气和水中的声学传感性能，结果显示其在空气和水中的最大响应频率分别为400和300 Hz，在空气和水中的最大灵敏度分别为6593765.2和1346124.5 cps·Pa−1，在空气和水中的响应时间低至20 ms和10 ms。通过有限元模拟，研究人员模拟了产品1在空气中和水中的声音响应过程。为实现水下信息识别和传输应用，研究人员借助人工神经网络检测，发现产品1可以传感实际水温，并识别一出系列水声信息。
Eu@HOF-TJ-1@TA L-skin (1)作为温度-声学双功能传感器用于水下温度和声音传感
闫冰教授为论文的独立通讯作者，我院博士研究生生徐鑫为论文的第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金项目的支持。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202309328
