2026年6月11日，国际顶级学术期刊《Science》在线发表了题为“Mechanoelectrical metamaterials for broad-range, high-sensitivity pressure sensing”的重磅研究论文。华中科技大学集成电路学院张光祖教授、航空航天学院张耀教授为论文共同通讯作者，集成电路学院博士生杨非凡和航空航天学院博士生杨浩铭为论文共同第一作者。由张耀教授和我院李天匀教授共同指导的船海学院博士生徐诗奕参与论文工作并署名作者。
图1 双梯度柔性压电超材料实现高灵敏和宽量程压力传感
该研究报道了一种嵌入分子铁电体的3D打印压电超材料，可用作自供电压力传感器。本文提出的杆板复合双梯度超结构设计实现了自适应重构和受控的变形模式转变，在产生单调的力学载荷-电信号响应的同时，实现了低模量和高承载能力的协同。通过数字光处理3D打印制备聚合物超结构，并吸收分子铁电材料TCC形成复合压电超材料，该超材料不仅实现了极低的探测下限（1.3 Pa）和超高灵敏度（319.5 mV/kPa），其探测量程更是跨越了六个数量级（最高可达3.45 MPa）（图1）。依托此项前沿技术打造的智能触觉机械手指，成功实现了从微克级肥皂泡破裂到5 kg重物极端抗冲击的多场景自供电精准感知（图2）。该成果成功解决了柔性传感器领域高灵敏度与宽量程难以兼顾的行业痛点，为下一代智能机器人触觉系统及便携式健康监测设备的研发提供了重要的理论支撑与技术路径。
图2 柔性压力传感超材料用于智能机器手指，实现压力感知与模量识别
这一标志性成果，是航空航天学院和船海学院落实学校跨学科交叉培养和高水平导师协同指导博士生的典范。不仅有力提升了华中科技大学在多功能机械超材料与柔性智能传感领域的国际学术影响力，也为后续开发多场响应的高端智能装备结构奠定了坚实的学科交叉基础。
论文链接：https:/www.science.org/doi/10.1126/science.aeb3456
