Polyvinylidenfluorid (PVDF) ist als Kernmaterial flexibler piezoelektrischer Polymere bekannt, dessen piezoelektrische Eigenschaften stark vom ββ-Kristallphasenanteil abhängen. Unter konventionellen Bedingungen ist die Bildung der ββ-Phase schwer effektiv und stabil, was die Anwendung in tragbaren Sensoren einschränkt. Um eine effiziente Induktion und Stabilisierung der ββ-Phase im PVDF zu erreichen, wurden in dieser Studie calciumhaltige Multimetall-Oxosäure-Subnanodraht (Ca-POM SNWs) mit einem Durchmesser von weniger als 1 nm als funktionelle Füllstoffe ausgewählt. Durch Elektrospritzen wurden PVDF/Ca-POM-Verbundfolien mit unterschiedlichen Dotierungsmengen hergestellt, und die Einflüsse der Ca-POM-Dotierung auf die Mikrostruktur, Phasenzusammensetzung, mechanischen Eigenschaften und piezoelektrischen Reaktionen wurden systematisch untersucht. Basierend auf den Verbundfolien mit optimaler Leistung wurde ein flexibler, tragbarer piezoelektrischer Sensor entwickelt, dessen Umweltstabilität und Potenzial für die Erfassung von Körpersignalen bewertet wurden. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass Ca-POM SNWs durch starke Grenzflächenwechselwirkungen PVDF von der αα-Phase zur ββ-Phase umwandeln und der ββ-Phasenanteil der Verbundfolien von 62,6 % bei reinem PVDF auf 81,0 % erhöht wird. Gleichzeitig erreichen die Bruchspannung und Zähigkeit der Verbundfolien 4,69 MPa bzw. 170 MJ/m³, und die piezoelektrische Ausgangsspannung steigt im Vergleich zu reinen PVDF-Folien um 1300 % an. Der auf PVDF/Ca-POM-Verbundfolien basierende flexible piezoelektrische Sensor zeigt bei -40~80 ℃, 30% RH~80% RH und simuliertem Schweißumfeld stabile elektrische Reaktionen; die Ansprech- und Erholungszeiten betragen 150 und 90 ms, was eine Echtzeit- und präzise Überwachung von Bewegungen und physiologischen Signalen an verschiedenen Körperstellen wie Fingern, Handgelenk, Ellbogen und Kehle ermöglicht. Diese Studie bietet einen neuen Mechanismus zur Regulierung des Phasenübergangs von PVDF durch eindimensionale Subnanofüllstoffe und liefert neue Ideen und experimentelle Grundlagen für die Entwicklung leistungsfähiger flexibler piezoelektrischer Materialien für tragbare Sensoren.

Subnanodraht; piezoelektrischer Sensor; ββ-Phasenregulierung; Umweltstabilität; tragbare Sensoren