静电植绒六大优势之一
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术语“植绒层”指的是一种具有大比表面积和极轻重量特征的簇状纤维结构。绒毛的高长径比赋予该结构高度灵敏的响应特性。这一特性使得植绒层能够像蜘蛛的感觉毛一样，对细微的外部气流和振动产生反应，[31–33]通过弯曲、倾斜等动作对微小力产生显著的角度偏转（下图a)。[14,31,34,35]Barth等人 [36] 发现不同长度的传感器毛发阵列在气流振荡时会产生幅度各异的振动（下图b)，从而使感觉细胞能有效识别并解析这些变化。
由于静电植绒技术对细微形变具有优异的响应灵敏度，该技术可广泛应用于气流、声音等微力传感领域，例如微表情检测。
此外，[34]研究表明：当光纤与垂直轴之间的偏转角小于15°时，声能从大气向光纤阵列的传递效率会显著提升。[34]基于此，具有垂直取向纤维的静电植绒层在低气流速度检测限和快速响应时间方面具有显著优势。[13,14] 采用静电植绒技术制造的仿生气流传感器。
工作原理如下：
[14]传感器电阻主要由两部分构成——基底电阻（Rs）和纤维接触电阻（Rc）。无论是低密度还是高密度植绒结构，该传感器的传感原理都是通过微小气流使碳纤维植绒层发生弯曲倾斜，从而改变纤维间的接触点。这种变化会引发上层电阻的改变，进而影响传感器网络的电流（下图c)。
根据Barth等人[35]的研究，昆虫具有由不同长度的多种纤维组成的感觉毛。这些纤毛协同作用，共同构建出精密的感知系统。这种系统使昆虫能够精准识别各类刺激信号，显著提升了其天然感官器官的复杂性和适应能力。
[35,36] 此外，静电植绒技术对纤毛长度的精准调控特性，使得昆虫感觉纤毛参数的精确复现成为可能。因此，通过静电植绒技术构建具
有不同纤毛长度的传感器阵列，为科研探索开辟了全新路径。该技术突破为开发高精度传感器增添了新的可行性维度，预示着高分辨率传感技术将迎来革命性突破。
参考文献：
[13] C. Shen，S. Sun，H. Zhang，Z. Zhang，《 先 进 材 料 与 技 术》2022年第8卷。
[14] 《材料与地平线》2022年第9卷。
[31] P. Fratzl，F. G. Barth，《自然》2009年，第462卷。
[32]F.G.Bart，《蜘蛛的世界》，Senses and Behavior，Springer 出版社，德国柏林，2002年。
[33] J. T. Albert，O. C. Friedrich，H. E. Dechant，F. G. Barth，J. Compar. Physiol. A 2001,187,303.
[34]刘宇锋、李跃强、诺沃肖洛夫·K. S.、傅思，极端力学快报2024,70,102171.
[35] F. G.巴特，《自然科学》2000年，第87卷。
[36] F. G.巴特、U.瓦斯特尔、J. A. C.亨弗里、R.德瓦拉孔达
摘选自论文<<Electrostatic Flocking: Reborn to Embrace MultifunctionalApplications>>
链接： https://doi.org/10.1002/sstr.202500143