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  物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展及“綠色”智能社會(huì)的構(gòu)建刺激了傳感器需求量的大幅增長(zhǎng)，同時(shí)也對(duì)傳感器的材料及應(yīng)用性能等提出了更高要求。在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器需要在不同的環(huán)境下準(zhǔn)確感知用戶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和生理指標(biāo)，而空氣濕度通常被認(rèn)為是接觸式傳感中最不希望的干擾因素。水分的干擾導(dǎo)致傳感基材發(fā)生響應(yīng)滯后、阻抗衰減和靜電屏蔽等現(xiàn)象，限制了載流子的遷移，降低了傳感的靈敏度。因此，抵抗空氣濕度的干擾成為可穿戴傳感器最具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)之一。

  近日，王雙飛院士團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種多功能性的纖維素摩擦電材料，實(shí)現(xiàn)了高濕度環(huán)境下穩(wěn)定的自供電傳感。為了使傳感器擺脫空氣濕度的干擾，研究人員利用表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和化學(xué)官能團(tuán)修飾的耦合，賦予了纖維素摩擦電材料優(yōu)異的抗?jié)裥阅埽ǜ邼穸拳h(huán)境下傳感器的滿程輸出保持率超過(guò)82.4%）。隨后構(gòu)建了一種可穿戴的運(yùn)動(dòng)傳感器，并成功應(yīng)用于高濕度、高應(yīng)用的足底，可有效感知人類在長(zhǎng)期步行過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這項(xiàng)成果以題為“Nanocellulosic triboelectric materials with micro-mountain arrays for moisture-resisting wearable sensors”發(fā)表于最新一期《Nano Energy》，2022級(jí)博士生劉濤為第一作者，聶雙喜教授和陸登俊副教授為通訊作者，梁容榕、何煥杰、曾亞萍、侯杼利、劉艷華、袁金霞、羅斌、張松和蔡晨晨參與研究。

1. 微山峰陣列抗?jié)衲Σ岭姴牧系闹苽?/span>

圖1. 具有微山峰陣列結(jié)構(gòu)的抗?jié)窭w維素摩擦電材料。

2. 摩擦電材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征及疏水性能

圖2. 纖維素摩擦電材料的結(jié)構(gòu)表征及疏水性能。

3. 微山峰陣列摩擦電材料增強(qiáng)的抗?jié)褡怨╇娦阅?/span>