化学科学与工程学院闫冰教授团队在智能传感材料领域取得重要进展，他们受生物系统的结构与功能启发，成功设计并合成了一种新型氢键有机框架（HOF）基发光皮肤传感器材料。该材料展现出独特的三重力致变色响应特性，能够对外部力学刺激（如压力、拉伸、摩擦）产生三种不同模式的发光颜色变化，实现了对复杂应力场的可视化、高灵敏度感知。这一创新成果以“Bio-inspired Synthesis of Hof-based Luminescent Skin Sensors with Triple Mechanochromic Response”为题，发表于材料科学领域的知名期刊《材料地平线》（Materials Horizons），为未来生物基智能材料制造与柔性电子器件的发展开辟了新路径。
研究团队从自然界中生物皮肤的多功能感知机制中获得灵感，例如变色龙的皮肤能够根据环境压力、温度变化动态调整颜色。基于此，他们精准设计并构筑了具有特定拓扑结构和动态氢键网络的HOF材料。HOF作为一种由有机构筑单元通过氢键连接而成的多孔晶体材料，具有结构可调、易于功能化、生物相容性好等优点。团队通过引入具有聚集诱导发光（AIE）效应的发光基元以及对框架柔性和客体相互作用的精细调控，赋予了材料卓越的力致变色性能。
实验表明，这种新型HOF材料在受到不同程度的机械力作用时，其发光颜色可在蓝、绿、红三个主要色域之间发生可逆或不可逆的转变，构成“三重响应”。这种多模式响应源于外力诱导下材料内部发生的多重微观结构变化，包括氢键网络的变形与重组、发光分子堆积方式的改变以及能量转移效率的调制。将这种材料集成到柔性基底上，可制成类似皮肤的薄膜传感器。该传感器能够像生物皮肤一样，贴附于复杂曲面，实时、原位地将压力分布、应力大小甚至应力类型（如压、拉、剪）转化为直观的、多色的发光信号，实现高空间分辨率的力学映射。
此项研究的核心创新点在于将生物启发策略、HOF材料的可设计性与先进的发光传感机制相结合，首次在单一材料体系中实现了三重力学光学响应。这不仅加深了对力致变色物理化学机制的理解，更推动了高性能智能传感材料的开发。《材料地平线》的审稿人高度评价这项工作“构思巧妙，设计精良，为开发新一代仿生自适应光学材料和柔性电子皮肤提供了重要的材料平台”。
闫冰团队的研究成果在生物基材料制造领域具有广阔的应用前景。基于该材料开发的发光皮肤传感器，可广泛应用于健康监测（如实时脉搏、呼吸、关节活动检测）、人机交互界面、智能机器人触觉感知以及基础设施的应力损伤可视化预警等领域。该工作也为设计其他对外界刺激（如光、热、化学物质）具有多重响应的智能HOF材料提供了新的思路，标志着我国在仿生智能材料与柔性电子交叉研究方向上取得了又一重要突破。
