近日，我院先进材料与能源器件团队在柔性自供能传感系统研究方面取得新进展，相关工作“Self-Powered Multi-Functional Sensor System Based on Pomegranate-Inspired Composites for Advanced Cardiovascular Disease Prediction and Diagnosis Within an Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Framework”发表在国际期刊《Advanced Functional Materials》（2025,2505543），博士生赵有为为论文第一作者，李玲教授、集美大学张玉苍教授和张文明教授为共同通讯作者。
在众多可穿戴健康监测系统中，柔性自供电传感器因其轻便、高灵敏与能源自主性而受到持续关注，特别适用于老龄化社会对慢病管理、远程医疗与日常体征跟踪的迫切需求。然而，现有系统普遍面临传感灵敏度低、能量供给不稳定及信号处理智能化程度不足等瓶颈，难以实现长时间、高精度的生理信号采集与处理。当前多采用外接电源或间歇供能方案，不仅牺牲了设备柔性，还严重限制了其实时连续监测能力。近年来，部分研究尝试引入能量收集与转换模块（如摩擦电、热电、光伏等）构建自供能传感平台，虽然在一定程度上缓解了能源依赖问题，但仍存在材料匹配性差、传感与供能分离度高等关键难点。此外，传感单元多基于单一功能材料构建，无法兼顾压力、电生理信号等多模态输入，限制了其在复杂人体环境中的诊断适应性。因此，如何实现传感-供能-计算的深度耦合集成，并突破“高灵敏-宽线性-自供电”不可兼得的技术矛盾，成为推动下一代智能穿戴系统发展的核心挑战。
本文构建了一种基于“石榴仿生”纳米结构的复合材料（CC@PANI-PB），将其同时作为锂-氧电池的高性能阴极材料与柔性压力/心电信号传感层，实现了传感与能量供给的一体化集成。该复合结构利用聚苯胺（PANI）的导电特性与普鲁士蓝（PB）对氧还原/氧析出反应的优势，在碳布基底上形成刺状分布、三维互联的微纳结构，构建出多功能耦合通路。在传感过程中，层层突起结构在受压时形成多级可调触点，显著提升微力响应灵敏度；在光照条件下，材料表现出强烈光响应特性，有效推动电荷分离，加快锂-氧电池的放电/充电动力学。基于该设计，所构建的自供电传感系统在压力感应方面实现了超高灵敏度（SMax=4.16 × 10⁷kPa⁻¹）与宽量程线性响应（0.3-100000 Pa），在能量供给方面可稳定输出支持器件连续工作，并在疾病预测与诊断中实现了95.90%的心血管疾病预测准确率与93.75%的心电信号分类准确率。该系统在结构、功能与算法层面实现深度融合，展现出高灵敏、强稳态、能自供的协同优势，为下一代可穿戴健康监测平台的构建提供了新路径。
该研究工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金等多项科研项目的资助。
全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202505543
