基于纤维素材料的柔性应变传感器的研究进展

吉喆 刘玺蝶 吕姝叡 华淑兰 许慧敏 陈夫山

摘要：近年来柔性应变传感器发展迅速，目前在个性医疗、运动监测、智能可穿戴等领域均有着广泛应用。随着资源短缺、环境污染等问题的加剧，制备清洁绿色的柔性传感器成为研究热点。纤维素材料以其自身储量丰富、可降解再生、易加工成多种结构等优势，为柔性应变传感器的制备和性能提升提供了新的发展方向。本文对近些年以纤维素材料制得的柔性应变传感器的研究进行了总结，包括此类传感器的制备材料、性能改良和应用前景，以期为纤维素基柔性应变传感器的研究提供参考。

关键词：纤维素材料;柔性应变传感器;可穿戴

中图分类号：TS79   文献标识码：A    DOI：10.11980/j. issn.0254-508X.2021.12.014

Research Progress of Flexible Strain Sensors Based on Cellulose Materials

JI Zhe1，2，*   LIU Xidie1   LYU Shurui1   HUA Shulan1   XU Huimin2   CHEN Fushan1

（1. College ofMarine Science and Bioengineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao，Shandong Province，266042;2. Shandong Century Sunshine Paper Group Company Limited，Weifang，Shandong Province，262400）

（*E-mail：jizhe@qust. edu. cn）

Abstract ：In recent years，studies have been developed rapidly in the field of flexible strain sensors because of their wide applications in per ? sonality medicine，sports detection，wearable intelligent device and other relevant fields . Owing to concerns of resource shortage and envi ? ronmental pollution issues，it becomes a hot topic to develop clean and green flexible strain sensors . Cellulose is a nearly inexhaustible natu ? ral material with many benefits such as renewable，biodegradable and easy to be processed into diversified structure/shape . With its excel? lent properties，cellulose materials provide a new study direction to prepare and improve performance of flexible strain sensors . In order to provide some references for the research，recent development in study of flexible strain sensor based on cellulose material，which includes material，performance improvement and its application prospect were reviewed in this paper .

Key words ：cellulosic material;flexible strain sensor;wearable

传感器是将温度、湿度、声、光等物理化学刺激按照一定规律转化为电信号输出的一种检测装置[1]。应变传感器的传感机理一般有压阻式、电容式、压电式、摩擦电式4种，其中压阻式应变传感器因结构简单、机电性能高，应用更加广泛[2]。然而，金属和半导体材料制备的传统应变传感器灵敏度低、传感范围窄，不能满足较大应变时的使用需求，且废用器件难以生物降解，与绿色发展的理念相悖，因此环境友好型的柔性应变传感器逐渐成为研究热点。随着柔性电子材料的发展，可穿戴柔性应变传感器呈现出巨大的市场前景[3]。

纤维素是地球储量最丰富的生物质材料，具有反应活性高、生物相容性好、可降解等优点[4]，通过不同的制备工艺可将纤维素材料制备成包含一维（纤维和纱线）、二维（薄膜、纸张、织物）、三维（水凝胶、气凝胶）多种形态的材料，并可以通过碳化等处理方式进一步转化为导电碳材料[5]。经过处理后的纤维素材料，兼具基底和敏感元件的性能，是制备新型柔性应变传感器的理想材料。本文综述了纤维素材料在柔性应变传感器制备及性能改良方面的相关研究，并对其未来发展方向进行了展望。

1 纤维素材料应用于传感器制备

柔性应变传感器主要由基底和敏感元件兩部分组成，如图1所示。敏感元件最初仅指直接响应外界信息的部分，后随着电子器件与集成技术的发展，敏感元件也兼具将被测信息转化为电信号的功能[6]。近年来，为开发低成本、环境友好型的柔性电子器件，纤维素材料逐渐应用于柔性应变传感器的制备。

1.1  纤维素材料用作基底

柔性基底作为柔性应变传感器的基本结构，应具备良好的机械性能用于支撑传感元件，以实现传感器在各种弯曲情况下的精准检测。纤维素分子上3个活泼的羟基能够形成较强的分子内和分子间氢键网络结构，这种结构使纤维素材料具有较高的结晶度和一定的取向性，大大增强了其机械性能[7]。此外，这种结构也限制了基底的热膨胀[8]，使得纤维素材料具有良好的热稳定性，减少了使用过程中产生热量对传感器寿命的影响[9]。与传统基底材料相比，纤维素材料具有独特的多孔结构，易与各种敏感材料进行有效的结合，有助于提高传感器灵敏度[10]。表1总结了纤维素材料应用于柔性应变传感器基底的研究实例。

1.2  纤维素材料用作敏感元件

敏感元件作为柔性应变传感器的核心，需兼具高机械性能和高导电性能。虽然纤维素材料本身不具备高导电性，但利用高温碳化的方式可将其转化为高导电的碳纤维网络。一方面简化了敏感元件的制备过程，更具规模化生产的潜力;同时生产材料价廉易得，降低了柔性应变传感器生产制备的门槛。另一方面，这种传感器更易生物降解，符合绿色化学的理念。此外，纤维素材料加工而成的纸张等产品，通过已有成熟的生产工艺，便可设计出具有高度各向异性的微观结构，如定向排列的纤维及瓦楞结构，能够检测和分辨出不同方向上的应变，实现多维度传感[21]。表2总结了纤维素材料应用于柔性应变传感器敏感元件的研究实例。

2 优化传感器性能

传感器性能的优越性主要从灵敏度、应变范围、响应时间、耐折度等方面进行衡量。引入具有高导电性能的材料和设计精巧的微结构是提高柔性传感器性能的有效策略。然而金属基和碳基原材料成本高昂、微结构制造过程复杂、设备生物相容性和生物降解性差等问题极大地阻碍了这类传感器的大规模生产应用。纤维素材料绿色易得，且自身具有优异的机械性能。基于此，本文总结了应用纤维素材料对传感器性能进行改良的相关研究成果。

2.1  提高传感器机械性能

2.1.1  提高传感器耐折度

耐折度是指传感器在循环使用过程中恢复原有电性能的能力，是影响传感器使用寿命的关键因素。在电阻变化率基本保持不变的条件下（响应损失<10%），常以传感器循环应变的次数衡量其耐折度。随着应变的产生与释放，传感器内部的导电网络会发生可逆的破坏与重构，保证此过程中导电网络不因应变而发生较大损害，是传感器具有良好耐折度的关键[2，25-26]。如图2所示，Zheng 等人[27]将石墨烯纳米片浸渍沉积在天然棉织物上，再用 PDMS 进行封装，得到的传感器可在30%的应变下循环拉伸1万次。San? thiago等人[28]通过炭黑和醋酸纤维素的结合，制备了改性油墨，以此为基础制得炭黑履带传感器可弯折超过2万次。Wang 等人[29]将普通棉线与聚氨酯相结合，制成复合纱线，再将其反复涂覆单壁碳纳米管（ SW? CNTs ）后制得的传感器，可在40%应变下拉伸30万次。

2.1.2  提高传感器拉伸性能

优异的拉伸性能是应变传感器应用于实际的基础条件，拉伸性能的优劣会直接影响人体穿戴舒适程度。通过利用与设计原材料的结构来增强传感器的拉伸性能是常用的方法之一。一维材料具有良好的拉伸性能，可以实现>100%的大拉伸范围。如图3（a）所示，Cai 等人[30]通过原位聚合的方法制备了用聚吡咯（PPy）沉积的棉/碳纳米管纱线，由于纱线本身作为一维材料具有良好的拉伸性，加上为之设计的独特弹簧结构，使其具有更优异的拉伸性能，在外力作用下可拉伸至400%。

纤维素材料可通过作为基底改良传感器的力学性能，也可以改性后将其掺入敏感元件中来提高传感器的力学性能。Zhang 等人[31]将多壁碳纳米管 （ MW ? CNTs ）与纤维素进行接枝改性，然后与纤维素复合形成 MWCNTs-纤维素/纤维素复合材料，在纤维素表面的共价接枝促进了 MWCNTs 的分散（图3（b）），从而提高了其抗拉强度。与使用相同用量 MWCNTs （10%）的 MWCNTs/纤维素复合纤维相比，该方法制备的复合纤维抗拉强度提高了106.8%（图3（c）、图3（d））。

2.2  提高传感器电学性能

2.2.1  提高传感器灵敏度

灵敏度反映了传感器对应变的响应能力，高灵敏度代表传感器在微小应变下即可发生显著的结构变化，实现电信号输出[26]。常用特征参数 GF值来定量表示传感器灵敏度的大小，随 GF值的增加，传感器的灵敏度增高。

Xu 等人[32]利用纤维素纳米纤丝（ CNF）作分散剂，配置了均匀的热塑性聚氨酯（ TPU）/CNF@碳纳米管（ CNT）悬浮液，并将其在80℃下蒸发成膜制成纳米复合传感器。当 CNF 的质量分数为3%时，传感器在200%的应变下可达到 GF≈49.1的灵敏度。其中，CNF对其灵敏度的提高起到了重要作用：①增加了碳纳米管的分散性，减少导电网络接触面积，使得传感器具有较高灵敏度;②增强了导电填料 CNT 与聚合物基底 TPU 之间的相互作用，使施加在 TPU 基底上的应力更易传递到 CNT 导电网络上;③将多个细小的碳纳米管束沿其长轴连接起来，增大了 CNT 整体的长径比，使其在较小应变下即可引起电阻率的较大变化（图4（a））。

但上述研究采用溶液法制备导电网络需要较多填料，成本较高。在此基础上，Zhu 等人[33]改用纤维素纳米晶体（ CNC）作分散剂制备 CNC/CNT 悬浮液，通过静电纺丝的方法直接与多孔 TPU 膜進行组装，制得柔性应变传感器可在500%的宽应变下达到 GF≈321的高灵敏度。通过设计 TPU 基底表面的多孔结构，使导电网络得以被限制在多孔结构中，进一步增加了导电填料与基底之间的相互作用，以低成本的方式大幅提高了传感器的灵敏度，见图4（b）。

2.2.2降低传感器响应时间

响应时间是应变施加到引起电阻变化所用时间，是定量判断传感器滞后性的重要参数指标。聚合物基底与导电材料之间模量的不匹配以及聚合物的黏弹性均可导致传感器响应时间的延长，出现滞后现象。因此，增加导电材料与柔性基底的结合力有助于降低传感器的滞后效应[26]。

如图5所示， Xu 等人[34]制备的还原氧化石墨烯（ rGO ）/多孔反蛋白石乙酰纤维素（ IOAC ）应变传感器在拉伸和压缩条件下的响应时间约为0.15 s 。Jing 等人[35]采用旋转凝固浴再生+湿法纺丝的方式制备了碳纳米管（CNTs）纤维，再用热塑性聚氨酯（ TPU ）为支撑制备 CNTs/纤维素@TPU 应变传感器，在弯曲应变下的快速响应时间仅为100 ms，在拉伸应变下的快速响应时间仅为65 ms。Wang 等人[36]以天然细菌纤维素（ BC ）和可聚合的深共晶溶剂（ PDES ）为原料制成 BC-PDE 离子导体，与 PET 薄膜组装成多功能应变传感器，其在压缩和释放传感器时的响应时间可缩短到14 ms和35 ms。

2.2.3  扩大传感器应变范围

应变范围是决定应变传感器工作范围的关键，为提高应变传感器对跳跃、挥臂、下蹲等大幅度运动的检测能力，扩大传感器应变范围，需要避免大拉伸下导电结构的不可逆破坏。Zhang 等人[37]制备了一种基于碳化平纹棉织物的应变传感器，在0～80%的应变范围内 GF 值为25;在 80%～140%的宽应变范围内 GF 值为64。碳化后棉纤维因保持了原有棉织物的平纹结构，形成了特殊的层次化导电网络，可在承受较大应变时仍保持导电路径的完整性，使应变传感器在宽应变范围内表现出高灵敏性和可重复性，可充分满足人体运动的监测需要。

3 应用前景

与传统电子器件相比，基于纖维素材料的柔性应变传感器有着向“电子皮肤”发展的趋势，在自供电和自愈合方向有着广阔的应用前景，如图6所示。

3.1  自供电式传感器

自供电式传感器是通过主动收集外部环境的微小能量来缓解传感器需要频繁充电的现状。2012年，王中林团队发明了摩擦纳米发电机（triboelectric nanogenerator ，TENG ），实现了对低频微能量的收集和高效利用，使得自供电式传感器成为可能[42]。对于具有自供电功能的应变传感器，通常使用一定外加压力和频率下的开路电压来衡量其供电能力的好坏。许多研究者在原有摩擦材料的基础上，通过各种方式提高传感器的供电能力，总结如表3所示。

TENG 的电性能主要取决于其材料表面的电荷密度，而纳米纤维素纤维（ CNF ）的纳米结构可以增大摩擦接触面积，提高摩擦接触的有效性，且具有易改性、高摩擦性、强导电性等特性，因此其改性后的产物常用作正摩擦电材料;而氟化乙烯丙烯共聚物（ FEP ）因为分子上拥有较多的氟离子，对电子的吸引力较强，常用于 TENG 的负摩擦电材料。

3.2  自修复式传感器

在实际生活中，人体运动引起的摩擦、弯曲等给可穿戴设备带来不可逆的损伤，而这些损伤极可能引起器件电学性能恶化甚至失效，从而降低使用寿命，因此实现裂纹或断面的自修复具有重要意义。自修复式传感器受到外力损伤时，其内部动态可逆的共价键/非共价键可以自发地或者在外界刺激（如热、光照等）下重新键合，从而修复损伤，有效延长传感器的使用寿命[47]。

以纳米纤维素为例，纳米纤维素因比表面积大、含有丰富的羟基，在加入传感器后，可使传感器材料内部的键合效率提高[48]，有利于多重氢键网络的形成，增强传感器的自愈合能力。Cao 等人[41]利用羧基纤维素纳米晶体（ C-CNC ）与壳聚糖（ CT ）修饰的环氧天然胶乳，形成了一种超分子弹性体。C-CNC 中丰富的羧基和羟基可与 CT 分子链中大量的氨基、乙酰基和羟基相互作用，形成类似 DNA 结构的多重氢键网络，使得此弹性基体可以在15 s 内完成自愈，表现了极强的愈合效率。若将导电材料封装入此弹性体中，则可望实现传感器的快速自愈。

4结束语

近年来，纤维素材料因具有可降解再生、生物相容性好、柔性较好等优势，在制备高性能、多功能的柔性应变传感器方面有着巨大的发展潜力。一方面，天然纤维素材料如纸张、棉织物等价廉质软，可作为柔性传感器基底使用;天然纤维素材料经高温碳化后，可以进一步转变为具有高导电性能的碳基材料，用作柔性应变传感器的敏感元件，拓宽了其在柔性传感器的应用范围。另一方面，纳米纤维素与可再生纤维素凭借独特的结构特征，实现了对传感器性能的提高。

未来基于纤维素材料的柔性应变传感器可在以下几个方面深入研究：①开发多功能的纤维素基敏感元件，满足实际生活中的温度、湿度等多维度信息的同时监测。②通过改性制备低成本的超疏水纤维素基材料，开发自清洁型的传感器，解决传感器易受人体汗液污染的问题。③对柔性应变传感器进行精密化结构设计，实现传感功能的调控和优化。

参考文献

[1] 秦文峰，王新远，李亚云，等. GR/CNT-PDMS柔性应变传感器的制备与性能[J].微纳电子技术，2020，57（10）：804-809.

QIN W F，WANG X Y，LI Y Y，et al. Preparation and Properties of GR/CNTs-PDMS Flexible Strain Sensor [J]. Micronanoelectronic Technology，2020，57（10）：804-809.

[2] 孙力君.基于石墨烯/柔性纺织物复合材料的应变传感器的研究[ D].南京：南京邮电大学，2020.

SUN L J. Research on Strain Sensor Based on Graphene/Flexible Fabric Composite [ D]. Nanjing ：Nanjing University of Posts and Telecommunications，2020.

[3] 金欣，旭东，王闻宇，等.基于聚二甲基硅氧烷柔性可穿戴传感器研究进展[J].材料工程，2018，46（11）：13-24.

JIN X，XU D，WANG W Y，et al. Research Progress in Flexible Wearable Strain Sensors Based on Polydimethysiloxane[J]. Journal of Materials Engineering，2018，46（11）：13-24.

[4] 张浩，朱明.纤维素基柔性压力传感器及其性能表征[J].中国造纸学报，2020，35（1）：26-32.

ZHANG H，ZHU M. Preparations and Characterization of Flexible Pressures Sensors Based on Cellulosic Substrate[J]. Transactions of China Pulp and Paper，2020，35（1）：26-32.

[5]  CHEN Z，YAN T，PAN Z. Review of Flexible Strain Sensors Basedon  Cellulose  Composites  for  Multi-faceted  Applications [J]. Cellulose，2020，28（2）：1-31.

[6] 刘少强，张靖.传感器设计与应用实例[M].北京：中国电力出版社，2008：2-3.

LIU S Q，ZHANG J. Design and Application of Sensor[M]. Bei? jing：China Electric Power Press，2008：2-3.

[7] 黄进，夏涛.生物质化工与材料[M].北京：化学工业出版社，2018：173-174.

HUANG J，XIA T. Biomass Chemical Engineering and Materials[ M]. Beijing：Chemical Industry Press，2018：173-174.

[8]  Alain，  Dufresne. Preparation  and  Properties  of  CelluloseNanomaterials[J]. Paper and Biomaterials，2020，5（3）：1-13.

[9] 关丽霞，许军.柔性显示用纸质基板的研究进展[J].液晶与显示，2018，33（5）：365-374.

GUAN L X，XU J. Research Progress of Paper Substrate in Flexible Display[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays，2018，33（5）：365-374.

[10] 冯魏良，黄培.柔性显示衬底的研究及进展[J].液晶与显示，2012，27（5）：599-607.

FENG W L，HUANG P. Advances in Flexible Displays Substrates [J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays，2012，27（5）：599-607.

[11]  TAI Y，Lubineau G. Double ? twisted Conductive Smart ThreadsComprising a Homogeneously and a Gradient ? coated Thread for Multidimensional Flexible Pressure?sensing Devices[J]. Advanced Functional Materials，2016，26（23）：4078-4084.

[12]  LI J P，WANG B，GE Z，et al. Flexible and Hierarchical 3DInterconnected  Silver  Nanowires/Cellulosic  Paper-Based Thermoelectric Sheets with Superior Electrical Conductivity and Ultrahigh Thermal Dispersion Capability [J]. ACS Appl Mater Interfaces，2019，11（42）：39088-39099.

[13]  LIAO X Q，LIAO Q L，YAN X Q，et al. Flexible and HighlySensitive Strain Sensors Fabricated by Pencil Drawn for Wearable Monitor[J]. Advanced Functional Materials，2015，25（16）：2395-2401.

[14]  QI H，Schulz B，Vad T，et al. Novel Carbon Nanotube/celluloseComposite Fibers as Multifunctional Materials [J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2015，7（40）：22404-22412.

[15]  CHEN Y，P?TSCHKE P，PIONTECK J，et al. Smart Cellulose/graphene Composites Fabricated by in Situ Chemical Reduction of Graphene Oxide for Multiple Sensing Applications [J]. Journal of Materials Chemistry A，2018，6（17）：7777-7785.

[16]  MUN S，ZHAI L D，MIN S-K，et al. Flexible and TransparentStrain Sensor made with Silver Nanowire – coated Cellulose [J]. Journal of Intelligent Material Systems and Structures ，2015，27（8）：1011-1018.

[17]  ULLRICH J，EISENREICH M，ZIMMERMANN Y，et al. Piezo-Sensitive Fabrics from Carbon Black Containing Conductive Cellulose Fibres for Flexible Pressure Sensors [J]. Materials （Basel），doi：10.3390/ma13225150.

[18]  FU W L，DAI Y Q，MENG X Y，et al. Electronic Textiles Basedon Aligned Electrospun Belt-like Cellulose Acetate Nanofibers and Graphene Sheets：Portable，Scalable and Eco-friendly Strain Sensor [J]. Nanotechnology，doi：10.1088/1361-6528/aaed99.

[19]  WANG Q H，PAN X F，GUO J J，et al. Lignin and CelluloseDerivatives-induced  Hydrogel  with  Asymmetrical  Adhesion， Strength，and Electriferous Properties for Wearable Bioelectrodes and Self-powered Sensors[J]. Chemical Engineering Journal，doi：10.1016/j. cej.2021.128903.

[20]  GUO T Y，WAN Z M，LI D G，et al. Intermolecular Self-assemblyof  Dopamine-conjugated  Carboxymethylcellulose  and  Carbon Nanotubes  toward  Supertough  Filaments  and  Multifunctional Wearables [J]. Chemical Engineering Journal ，doi：10.1016/j. cej.2021.128981.

[21]  CHEN S，SONG Y J，DING D Y，et al. Flexible and AnisotropicStrain  Sensor  based  on  Carbonized  Crepe  Paper  with  Aligned Cellulose  Fibers [J].  Advanced  Functional  Materials ，doi：10.1002/adfm.201802547.

[22]  ZHANG M，WANG C，WANG H，et al. Carbonized Cotton Fabricfor  High-performance  Wearable  Strain  Sensors [J].  Advanced Functional Materials，doi：10.1002/adfm.201604795.

[23]  LI Y Q，HUANG P，ZHU W B，et al. Flexible Wire-shaped StrainSensor from Cotton Thread for Human Health and Motion Detection[J]. Scientific Reports，2017，7（1）：4373-4395.

[24]  CHEN Z，ZHUO H，HU Y，et al. Wood ? derived Lightweight andElastic Carbon Aerogel for Pressure Sensing and Energy Storage[J]. Advanced Functional Materials，doi：10.1002/adfm.201910292.

[25]  章婉琪，宋万诚，姜宽，等.基于弹性聚合物复合材料的压阻式柔性应变传感器研究进展[J].合成橡胶工业，2020，43（1）：2-8.

ZHANG W Q，SONG W C，JIANG K，et al. Research Progress of Piezoresistive Flexible Strain Sensor based on Elastic Polymer Com ? posites[J]. China Synthetic Rubber Industry，2020，43（1）：2-8.

[26]  郭茹月，鲍艳.二维导电材料/柔性聚合物复合材料基可穿戴压阻式应变传感器的研究进展[J].精细化工，2021，38（4）：649-661+859.

GUO R Y，BAO Y. Research Progress on Wearable Piezoresistive Strain  Sensors  based  on  Two-dimensional  Conductive  Materials/Flexible Polymer Composites[J]. Fine chemicals，2021，38（4）：646-661+859.

[27]  ZHENG  Y ，LI  Y ，ZHOU  Y ，et  al. High-performance  WearableStrain Sensor based on Graphene/Cotton Fabric with High Durability and Low Detection Limit[J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2019，12（1）：1474-1485.

[28]  Santhiago  M ，Corre?a  C  C，Bernardes  J  S ，et  al. Flexible  andFoldable Fully-printed Carbon Black Conductive Nanostructures on Paper  for  High-performance  Electronic ， Electrochemical ， and Wearable Devices[J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2017，9（28）：24365-24372.

[29]  WANG Z，HUANG Y，SUN J，et al. Polyurethane/Cotton/CarbonNanotubes  Core-spun  Yarn  as  High  Reliability  Stretchable  Strain Sensor for Human Motion Detection [J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2016，8（37）：24837-24843.

[30]  CAI G，HAO B，LUO L，et al. Highly Stretchable Sheath – coreYarns for Multifunctional Wearable Electronics [J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2020，12（26）：29717-29727.

[31]  ZHANG S，ZHANG F，PAN Y，et al. Multiwall-carbon-nanotube/Cellulose  Composite  Fibers  with  Enhanced  Mechanical  and Electrical  Properties  by  Cellulose  Grafting [J]. RSC  Advances，2018，8（11）：5678-5684.

[32]  XU  S ， YU  W ， JING  M ， et  al. Largely  Enhanced  StretchingSensitivity  of  Polyurethane/Carbon  Nanotube  Nanocomposites  Via Incorporation  of Cellulose  Nanofiber[J]. The Journal  of Physical Chemistry C，2017，121（4）：2108-2117.

[33]  ZHU  L ，  ZHOU  X ，  LIU  Y ，  et  al.  Highly  Sensitive，Ultrastretchable Strain Sensors Prepared by Pumping Hybrid Fillers of  Carbon  Nanotubes/Cellulose  Nanocrystal  into  Electrospun Polyurethane Membranes[J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2019，11（13）：12968-12977.

[34]  XU H，LU Y F，XIANG J X，et al. A Multifunctional WearableSensor  based  on  a  Graphene/Inverse  Opal  Cellulose  Film  for Simultaneous，in Situ Monitoring of Human Motion and Sweat[J].Nanoscale，2018，10（4）：2090-2098.

[35]  JING  C ， LIU  W ， HAO  H ， et  al. Regenerated  and  Rotation-induced  Cellulose-wrapped  Oriented  CNT  Fibers  for  Wearable Multifunctional  Sensors [J]. Nanoscale ，2020，12（30）：16305-16314.

[36]  WANG M，LI R，FENG X，et al. Cellulose Nanofiber-reinforcedIonic Conductors for Multifunctional Sensors and Devices[J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2020，12（24）：27545-27554.

[37]  ZHANG M，WANG C，WANG H，et al. Carbonized Cotton Fabricfor  High-performance  Wearable  Strain  Sensors [J].  Advanced Functional Materials，doi：10.1002/adfm.201604795.

[38]  FU  Q ， CUI  C ， MENG  L ， et  al. Emerging  Cellulose-derivedMaterials：A  Promising  Platform  for  the  Design  of  Flexible Wearable Sensors toward Health and Environment Monitoring[J]. Materials Chemistry Frontiers，2021，5（5）：2051-2091.

[39]  张弛，付贤鹏，王中林.摩擦纳米发电机在自驱动微系統研究中的现状与展望[J].机械工程学报，2019，55（7）：89-101.

ZHANG C，FU X P，WANG Z L. Review and Prospect of Tribo? electric Nanogenerators in Self-powered Microsystems[J]. Journal of Mechanical Engineering，2019，55（7）：89-101.

[40]  MI H Y，JING X，ZHENG  Q，et al. High-performance FlexibleTriboelectric  Nanogenerator  Based  on  Porous  Aerogels  and Electrospun  Nanofibers  for  Energy  Harvesting  and  Sensitive  Self- powered Sensing[J]. Nano Energy，2018，48：327-336.

[41]  CAO  J ，LU  C ，ZHUANG  J ，et  al. Multiple  Hydrogen  BondingEnables  the  Self-healing  Of  Sensors  for  Human – machine Interactions [J]. AngewandteChemie International Edition，2017，56（30）：8795-8800.

[42]  丁亚飞，陈翔宇.基于摩擦纳米发电机的可穿戴能源器件[J].物理学报，2020，69（17）：8-27.

DING Y F，CHEN X Y. Triboelectric Nanogenerator Based Wear? able Energy Harvesting Devices[J]. Acta PhysicoSinica，2020，69（17）：8-27.

[43]  CUI P，Parida K，LIN M F，et al. Transparent，Flexible CelluloseNanofibril-phosphorene  Hybrid  Paper  as  Triboelectric  Nanogene ? rator [J].   Advanced  Materials  Interfaces ，doi： 10.1002/ admi.201700651.

[44]  YAO C，YIN X，YU Y，et al. Chemically Functionalized NaturalCellulose  Materials  for  Effective  Triboelectric  Nanogenerator Development[J]. Advanced  Functional  Materials，doi：10.1002/ adfm.201700794.

[45]  ZHENG  Q ，FANG  L ，GUO  H ，et  al. Highly  Porous  PolymerAerogel  Film ? based  Triboelectric  Nanogenerators [J]. Advanced Functional Materials，doi：10.1002/adfm.201706365.

[46]  ZHANG C，LIN X，ZHANG N，et al. Chemically FunctionalizedCellulose  Nanofibrils-based  Gear-like  Triboelectric  Nanogenerator for  Energy  Harvesting  and  Sensing [J].  Nano  Energy ，doi：10.1016/j. nanoen.2019.104126.

[47]  ZHANG  T ，BAI  Y ，SUN  F. Recent  Advances  in  Flexible  Self-healing  Materials  and  Sensors [J]. Scientia  Sinica  Informationis，2018，48（6）：650-669.

[48]  盧麒麟，谢帆钰，康明明，等.纳米纤维素自愈合材料的研制[J].纺织科技进展，2021（3）：18-25.

LU Q L，XIE F Y，KANG M M，et al. Development of Self-healing Nanocellulose Materials[J]. Progress in Textile Science & Technol? ogy，2021（3）：18-25.

（责任编辑：刘振华）