纳米纤维素柔性传感器

1）力学性能佳：纳米纤维素具有高刚性和柔性，将其掺杂在柔性传感器中，可提升柔性传感器的拉伸断裂强度，并保持高的柔软性和可拉伸性，使得柔性传感器能够在受力和形变下保持和表面的紧密贴合，从而适应各种形状和曲线表面。

2）灵敏度高：纳米纤维素具有大的比表面积，且表面基团丰富，能够提升电子在柔性传感器中的传输，使得传感器具有较高的灵敏度，能够对微小的力或形变作出快速响应。

3）性能可调节：可通过改变纳米纤维素的负载量，或者改变其结构或表面，根据特定需求进行优化和定制传感器。

4）生物相容性：纳米纤维素柔性传感器具有良好的生物相容性，能够应用在医疗和生物医学器件上，有望做成无感、体内柔性传感器。

5）生物可降解：纳米纤维素柔性传感器具有可降解性，可在土壤环境中自然分解，具有环境友好的优势。

应用实例

1、自粘型纳米纤维素水凝胶拉伸传感器

由具有粘附性的聚合物网络、纤维素纳米纤维和铁离子构成，具有以下特点：1）自粘附性、接近于人体组织的柔软性，能紧密贴合各种材质的表面；2）高灵敏度：拉伸传感系数可达3.69；3）快速响应：在发生传感器形变之后0.225 s，即可完成将形变转换为电信号输出；4）适用范围广，响应范围为将传感器拉伸到相对于自身长度的2~200 %；5）稳定性好，能够在拉伸100次后维持其传感性能。

该成果发表于Chem Eng J, 2022, 450: 138256。

2、多功能纳米纤维素离子凝胶传感器

由纤维素纳米晶、聚合物网络和离子液体构成，具有以下特点：1）机械性能好，拉伸断裂强度高达6 MPa， 能够承受5 kg哑铃的重量而不发生断裂；2）自愈合性能佳，在传感器发生断裂之后，可通过加热手段使得传感器断裂区域愈合；3）具有温控特性，高于75度时，凝胶可由坚硬的固体状态变成柔软的果冻状态；4）形状记忆性，在凝胶发生形变之后，可通过加热手段使凝胶回到初始的形态；5）热响应性，通过加热和冷却凝胶来实现对于物件的抓放和转移；温度传感器，凝胶传感器的电阻会随着温度的升高而减小，电阻可发生接近100倍的变化，从而能灵敏地监控温度的变化。

该成果发表于Cell Reports Physical Science, 2023, 4: 101511。