水凝胶基触觉传感器因具备柔软性与生物相容性，被视为人机交互界面（HMI）的理想候选者。传统传感器采用“电极/水凝胶/电极”三明治结构，依赖界面双电层（EDL）电荷积累实现信号转换。然而，其致密结构限制了整体可变形能力，导致灵敏度与检测范围难以兼顾。现有技术多聚焦于增大外力作用下的接触面积变化，却忽视了界面特性与离子传输动力学的关键作用。
南京工业大学黄维院士、孙庚志教授团队开发了一种MXene（Ti₃C₂Tₓ）辅助的梯度多孔聚丙烯酰胺/壳聚糖水凝胶（PCMF）。该材料通过相变诱导发泡机制实现孔隙梯度分布与软硬度可调，MXene不仅加速凝胶化（11分钟内完成）、稳定气泡结构，还精准调控离子传输及界面电荷积累/耗散行为。基于此，PCMF触觉传感器灵敏度高达4267 kPa⁻¹，检测范围达100 kPa，较传统水凝胶提升12倍。团队进一步将其应用于机器人拭子采样与迷宫赛车手势控制，验证了其在远程医疗与智能交互场景的潜力。相关论文以“MXene-Assisted Rapid Gelation and Foaming of Gradient Hydrogel as Human-Machine Interfaces with Regulated Charge Accumulation/Dissipation and Enhanced Tactile Sensing Capability”为题，发表在Advanced Materials上，论文第一作者为 Hui Zengyu。
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