生物质基可穿戴传感器由于其良好的可降解性、生物相容性等优点被广泛关注。作为可穿戴设备的核心部件，生物质基传感器正向着多形态、多功能化方向发展，以满足更多环境场景下的应用需求。

在不同的环境下准确感知用户的运动状态和生理指标是对传感器的重要要求，而空气湿度通常被认为是接触式传感中最大的干扰因素之一，因为水分会导致传感基材发生响应滞后、阻抗衰减和静电屏蔽等现象，降低其灵敏度。因此，开发能够不受空气湿度干扰的生物质基传感器至关重要。

近日，聂双喜课题组报道了一种多功能纤维素摩擦电材料，实现了高湿度环境下稳定的自供电传感。研究人员通过原位自组装策略实现了纤维素摩擦电材料的大面积制备。模具凹陷的微腔诱导纤维素形成具有类山峰结构的表面形貌，结合疏水甲基的化学修饰，制备了疏水性能优异的纤维素摩擦电材料。

具有微山峰阵列结构的抗湿纤维素摩擦电材料

通过水蒸气透过率实验和湿重检测推测，该纤维素摩擦电材料上的疏水甲基是抵抗湿空气干扰的关键。结合高湿度环境下的自供电性能检测，发现所制备的纤维素摩擦电材料较传统材料抗湿性能提升了4倍。

抗湿传感器的自供电性能

通过应力传感性能检测发现，微山峰在应力压缩过程产生形变，从而具备优异的应力响应性，对传感性能的贡献很大，而且纤维素摩擦电材料具有出色的传感稳定性。

微山峰结构增强的自供电传感性能

基于纤维素摩擦电材料具有优异的疏水、抗湿和传感性能，利用其构建了一种可应用于足底反馈运动状态的传感器。研究结果表明，纤维素摩擦电材料可有效感知人类的运动状态，例如走、跑、跳等不同状态检测和步幅分析。在高湿度环境下，自供电传感器长时间运行保持较优异的传感稳定性。在未来，具备自供电传感和能量收集属性的抗湿传感器将满足更多先进的应用需求，例如高性能摩擦纳米发电机、功能性电子皮肤和便携式可穿戴电子设备等。

用于反馈运动状态的抗湿传感器

相关成果以“Nanocellulosic triboelectric materials with micro-mountain arrays for moisture-resisting wearable sensors”为题发表在《Nano Energy》上。

链接：http://www.texleader.com.cn/article/33455.html