物联网的飞速发展及“绿色”智能社会的构建刺激了传感器需求量的大幅增长，同时也对传感器的材料及应用性能等提出了更高要求。在实际应用中，传感器需要在不同的环境下准确感知用户的运动状态和生理指标，而空气湿度通常被认为是接触式传感中最不希望的干扰因素。水分的干扰导致传感基材发生响应滞后、阻抗衰减和静电屏蔽等现象，限制了载流子的迁移，降低了传感的灵敏度。因此，抵抗空气湿度的干扰成为可穿戴传感器最具挑战性的目标之一。

  近日，王双飞院士团队报道了一种多功能性的纤维素摩擦电材料，实现了高湿度环境下稳定的自供电传感。为了使传感器摆脱空气湿度的干扰，研究人员利用表面结构设计和化学官能团修饰的耦合，赋予了纤维素摩擦电材料优异的抗湿性能（高湿度环境下传感器的满程输出保持率超过82.4%）。随后构建了一种可穿戴的运动传感器，并成功应用于高湿度、高应用的足底，可有效感知人类在长期步行过程中的运动状态。这项成果以题为“Nanocellulosic triboelectric materials with micro-mountain arrays for moisture-resisting wearable sensors”发表于最新一期《Nano Energy》，2022级博士生刘涛为第一作者，聂双喜教授和陆登俊副教授为通讯作者，梁容榕、何焕杰、曾亚萍、侯杼利、刘艳华、袁金霞、罗斌、张松和蔡晨晨参与研究。

1. 微山峰阵列抗湿摩擦电材料的制备

图1. 具有微山峰阵列结构的抗湿纤维素摩擦电材料。

2. 摩擦电材料的化学结构表征及疏水性能

图2. 纤维素摩擦电材料的结构表征及疏水性能。

3. 微山峰阵列摩擦电材料增强的抗湿自供电性能

图3. 抗湿传感器的自供电性能。

4. 微山峰阵列传感材料增强的传感性能

图4. 微山峰结构增强的自供电传感性能。

5. 微山峰阵列抗湿传感器的应用

图5. 用于反馈运动状态的抗湿传感器。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108480