仿生學旨在研究生物系統的行為🙋🏿、原理🪙🤽🏼、結構、形態和相互作用✍🏽，為工程技術提供新的設計思路和工作機製。仿生傳感器(Bionic sensors，BSs)可以模仿生物體的功能👷🏼，包括體感、聽覺、視覺、嗅覺、味覺、滑移等🙏🏿，其廣泛用於智能機器人、醫療設備和柔性可穿戴設備等應用，壓力和聲音傳感器是近年來的研究熱點。例如，人類皮膚的表皮具有棘狀表面，其中包含壓力/觸摸受體，這促使研究人員製造皮膚啟發的壓力傳感器。根據《世界聽力報告》，全球有4.3億人患有不同程度的聽力損失🧎🏻‍♂️‍➡️👨🏼‍🎤，因此構建了高性能的人工聲學傳感器，並有望實現可植入式人工耳蝸功能🦸‍♂️👨🏿‍🦲。目前為止，BSs的運行主要依賴於外力、聲音等外部刺激到電信號的轉換♛，依賴光信號輸出的BSs的案例很少被提出🧑🏽‍✈️，特別是對於發光的壓力和聽覺BSs，還沒有報道過。發光傳感器輸出的光信號穩定、精確🧑🏻‍🦰、損耗低。因此，開發發光壓力和聽覺BSs將成為未來的重要挑戰💱，同時為基於非化學刺激的光響應傳感提供了有意義的探索。

近日𓀝，我校化學科學與工程學院閆冰教授團隊將仿生學思想巧妙融入有機框架材料合成與應用研究之中🫱🏿，製備出超快超靈敏的壓力-聲音雙模光響應傳感器，並將之應用於人機交互🧗，實現了對物體和信息的識別👨🏻，相關成果以“Bioinspired Luminescent HOF-based Foam as Ultrafast and Ultrasensitive Pressure and Acoustic Bimodal Sensor for Human-Machine Interactive Object and Information Recognition”為題在線發表於化學🥮🥵、材料高水平期刊《先進材料》（Advanced Materials）上🏛。

閆冰教授團隊首先合成了一例具有高發光效率(83.68%)的氫鍵有機框架(HOF-TTA)藍光材料。然後通過結合HOF-TTA和三聚氰胺泡沫(MF)製備出了厚度分別為1.0cm和0.1cm的HOF-TTA@MF(1和2)📪。在發光壓力傳感過程中，1表現出優異的最大靈敏度(132.02kPa^-1)🈂️、低的最低檢測限(0.01333Pa)🧑🏻‍🎄、快速的響應時間(20ms)、高精度和較好的可循環使用能力🧑🏻‍🏭。2作為發光的聽覺傳感器🍶，在255-1453Hz範圍中對520Hz的聲音表現出最高響應🐐。在感應520Hz聲音的過程中，2具有超高靈敏度(1648441.3cps·Pa·cm^-2)、低檢測極限(0.36dB)和超快的響應時間(10ms)🧍🏻‍♂️，範圍在11.47-91.77dB👩‍🎤。研究人員對1和2的傳感機理進行了充分研究驗證✊🏻。1和2作為可人機交互的雙模傳感器可以識別9種不同的物體以及“健康”“電話”“恒达”等文字信息，具有很高的準確性和很強的魯棒性🐭。

圖1 、受人體體感和聽覺功能的啟發💇‍♀️🌐，雙功能HOF-TTA@MF(1和2)可用於壓力和聽覺感知✊🏿，1和2結合的雙模傳感器用於物體和詞語信息識別

閆冰教授為論文獨立通訊作者，化學科學與工程學院博士研究生徐鑫為論文第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金項目的支持。

論文鏈接👩‍👩‍👦‍👦✴️：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303410