随着资源开发利用向深地、深海和深空等泛域空间的不断拓展，关键装备服役工况更趋复杂严苛。传统结构性防护材料多依赖致密结构实现颗粒物截留，但往往伴随较大空气阻力等缺陷；同时，随着智能感知技术发展，赋予防护材料实时感知系统状态的功能，已成为前沿课题。因此，研制既能适应复杂环境、又能感知系统状态的结构功能一体化智能材料，具有重要的理论意义和应用价值。

近日，中国矿业大学赵宏伟教授团队在国际著名刊物《Small》上，以“Aerogel-Like Bioinspired Multiscale Hierarchies Enable Self-Powered Sensing and Physiological Comfort for Biodegradable Nanofiber Meta-Membranes”为题，发表最新研究成果，设计制备出一种面向复杂严苛工况的仿生超轻防护纳米纤维，一体化实现了轻量化防护与系统状态自主监测。论文由2022级本科生李湘在赵宏伟教授、冯培忠教授和徐欢副教授共同指导下完成，并得到山东科技大学周刚教授、瑞典皇家理工学院Minna Hakkarainen教授、连云港神鹰复合材料科技公司尚武林正高工等指导支持。相关研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、江苏省基础研究重点项目等项目资助。

该研究以仿生多尺度结构为突破，将可降解纳纤材料的轻质高孔隙特征与电活性界面的自供能感知能力相结合，一体化实现了颗粒物防护、空气与水汽传输以及系统监测等功能融合。未来，通过跨尺度结构设计，可以突破传统防护材料中“高效过滤—低阻透气—智能感知”难以兼顾的功能边界，推动高分子纳纤材料向集成防护、舒适与感知于一体的深度转变。该成果为复杂极端环境下新型防护材料的结构设计提供了新的研究路径，并为深地、深空等特殊环境中的生命健康防护与智能监测提供了材料设计的有益借鉴。