受DNA启发的柔性光纤传感器，为可穿戴设备提供耐久且灵活的设计

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研究人员从DNA双螺旋结构汲取了灵感，DNA结构的稳定性由互补碱基对之间的氢键维持。以类似的方式，他们将两根专门设计的同轴纤维扭曲在一起，以创建一种紧密结合的稳定结构。

其中，每根纤维都采用一种被称为同轴湿纺的方法制造，具有一个绝缘的外层和一个蓬松的导电内核芯。内核芯含有多壁碳纳米管（MWCNT），外层包括热塑性聚氨酯（TPU）和二氧化钛（TiO₂）纳米颗粒，使纤维更蓬松、更坚固。

经过热处理后，两根光纤自然形成双螺旋结构，在同一端内置正负端子，无需在两端进行复杂的布线，解决了传统设计中的常见问题。“这种TT/MT双螺旋光纤一端有两个电极，另一端没有电极，大大简化了柔性传感器的布线。”该研究共同作者Ziwei Chen说。

由此获得的TT/MT双螺旋光纤传感器非常细长，直径小于1 mm，易于无缝集成到可穿戴纺织品中。此外，它被证明具有高度耐久性，能够承受反复拉伸和弯曲。在实验室测试中，它经受了超过1000次拉伸循环，延伸超过其原始长度的300%而不会断裂。

由于两个电极位于同一侧，传感器可以跨关节使用，其中包含电极的一侧连接到移动受限的区域，例如手背、脸颊或膝盖，因而不会出现线缆损坏的风险。由此，开辟了跟踪手指手势，面部表情和步态运动，甚至检测睡眠期间呼吸模式的广泛应用。

研究人员开发的具有双螺旋结构的柔性光纤传感器，该结构将两个电极放置在一端。这种设计提高了耐久性，使传感器能够承受反复的拉伸和弯曲，并使其更容易集成到可穿戴设备中，尤其适用于身体关节。

在一项测试中，研究人员将传感器放置在手套内，并使用机器学习模型来帮助它学习如何识别手指运动。该手套能够识别六种常见的手势，准确率为98.8%。在另一项测试中，传感器检测每个手指弯曲持续的时间，利用它来无线发送莫尔斯码，展示了它有潜力成为帮助残疾人的工具。

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