日本東北大學與大阪工業大學共同開發了一項易於往特定方向拉伸之碳纖維強化壓電塑膠感測器。新開發的單向碳纖維強化壓電複合材料採用了2片將壓電奈米粒子(鈮酸鉀鈉：KNN)分散於塑膠(環氧樹脂)中的壓電奈米複合材料片材。碳纖維在這些界面處沿著同一方向定向，2片片材接合形成一體化，因此可將碳纖維強化塑膠(CFRP)利用做為電極與強化材料。
新材料在不犧牲壓電性的情況下具有優異之纖維方向的縱向彈性係數與拉伸強度，並且在纖維的垂直方向上具有良好的拉伸性，提高了感測器性能。此外，研究團隊也開發了一項可以重現實驗結果之多尺度、多物理場(Multiphysics)有限元素模型。
研究團隊利用壓電奈米粒子均勻分散在塑膠中的模型以進行壓電奈米複合材料的電力學特性預測。透過應用相同的特性，進而獲得了壓電CFRP單元電池之各向異性電動力學特性。透過將取得的數值應用於3層夾層結構，即可預測碳纖維強化壓電複合材料的應力狀態、變形行為、輸出電壓等。藉此證實了理論模型分析實驗結果的有效性。
另以製作出的材料進行拉伸測試後，發現縱向彈性係數在定向纖維方向(x方向)呈現較大數值(難以拉伸)，而在纖維的垂直方向(y方向)較小(容易拉伸)，確認實驗結果與分析結果非常吻合。此外，當在x與y方向重複施加50N的負載後，發現與強度較高之纖維方向的輸出電壓相比，易拉伸方向的輸出電壓達20倍以上。
另以相同材料應用於棒球手套，將纖維方向與手指方向一致以確保靈活性之際，接球時約可輸出2V的電壓。透過訊號的振幅頻譜可以準確地確定捕捉的時機。研究團隊也以同樣的材料應用於右邊鞋子上並進行步行感測。當左腳邁出一步時，人體重心移至右腳，外力產生變化並輸出電壓，故可透過設置在單側的感測器檢測出雙腳動態。
當開始步行時，輸出大約3V的電壓。經快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform; FFT)頻譜分析亦顯示受測者的步伐頻率為0.76 Hz。左右腿步行模式的時機也可以從振幅頻譜中分析。由於新開發的材料具有穩定的輸出，因此可望應用於人體以外的機器人或移動物體的運動檢測。