在高端制造與極端工程領域，傳統剛性傳感器面臨高溫、強振動、腐蝕等復雜工況下的監測失效難題。以航空發動機渦輪葉片監測為例，其工作環境溫度超 1200℃，氣流沖刷導致的高頻振動達 10^4 Hz，常規硅基傳感器的應變耐受性不足 5%，且熱循環疲勞壽命僅數百小時，難以滿足長周期服役需求。針對這一挑戰，基于納米復合材料與智能算法融合的柔性傳感系統成為突破瓶頸的核心方向 —— 通過將二硫化鉬（MoS₂）納米片與聚酰亞胺（PI）基體復合，利用原子層沉積技術構建厚度僅 500nm 的柔性傳感膜，其熱導率達 28 W/(m・K)，可在 - 200℃至 800℃范圍內保持電阻溫度系數（TCR）線性度 ±2.3%，同時通過仿生蜂窩狀多孔結構設計，將應變靈敏度（GF 值）提升至傳統金屬應變片的 3.8 倍。
該系統的技術創新在于構建 “感知 - 計算 - 響應” 一體化閉環：柔性傳感陣列通過壓阻效應與熱釋電效應同步采集機械應力與溫度場數據，邊緣計算單元采用輕量化卷積神經網絡（MobileNetV3）對多維信號進行特征融合，實時識別 12 類典型故障模式（如葉片裂紋、涂層剝落、氣膜冷卻失效），識別準確率達 97.4%。尤為關鍵的是，系統引入形狀記憶聚合物（SMP）驅動的自修復機制 —— 當傳感器表面因高溫氧化出現微裂紋時，內置的溫度敏感型 SMP 網絡會在 150℃觸發相變，填充缺陷區域并恢復導電通路，經 500 次熱循環測試后，傳感性能衰減率 < 7%，較傳統傳感器提升 4 倍以上。
在航天推進劑儲罐監測場景中，該系統通過真空蒸鍍法在鋁合金內壁制備 100μm 厚的柔性傳感涂層，結合分布式光纖光柵（FBG）實現罐壁應力場的毫米級分辨率成像。實驗數據顯示，其對 0.1mm 級微裂紋的檢出率達 100%，響應時間 <50ms，較傳統超聲檢測技術空間分辨率提升 10 倍。這種將納米材料工程、智能算法與自適應結構融合的技術范式，不僅為航空航天、深海探測等極端領域提供了可靠的監測手段，更推動了工業傳感從 “單點測量” 向 “全域智能感知” 的范式轉變。未來通過引入量子隧穿復合材料（QTC）的壓阻效應，可進一步將傳感分辨率提升至納牛級力感知，為微機電系統（MEMS）的故障預警提供原子尺度的監測能力。