纳米纤维素基传感器的制备与研究进展

蔡萍萍; 吴鲁; 黄灵芝; 贾文超; 石海强

蔡萍萍,吴鲁,黄灵芝,贾文超,石海强.纳米纤维素基传感器的制备与研究进展[J].中国造纸学报,2026,41(3):127-139

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纳米纤维素基传感器的制备与研究进展

Preparation and Research Progress of Nanocellulose-based Sensors

投稿时间：2026-07-15 修订日期：2026-07-27

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.03.127

中文关键词: 纳米纤维素传感器功能器件

Key Words:nanocellulose sensor functional device

基金项目:

国家自然科学基金

22409193

制浆造纸科学与技术教育部重点实验室开放基金

KF202301

KF202409

辽宁省自然科学基金

2025-MS-154

辽宁省高校基本科研业务费专项资金

LJ212410152037

国家自然科学基金（22409193）；制浆造纸科学与技术教育部重点实验室开放基金（KF202301，KF202409）；辽宁省自然科学基金（2025-MS-154）；辽宁省高校基本科研业务费专项资金（LJ212410152037）。

作者	单位	邮编
蔡萍萍^*	大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034	116034
吴鲁^*	大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034	116034
黄灵芝	大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034	116034
贾文超	大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034	116034
石海强^*	大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034	116034

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中文摘要:

纳米纤维素具有良好的结构可设计性和界面调控能力，在柔性传感领域展现出广阔的应用前景。本文综述了机械法、化学法和生物合成法等纳米纤维素制备策略，分析不同制备方法对纳米纤维素基材料结构及传感性能的影响；重点总结其在应变、压力、湿度和气体传感器中的应用，并讨论与碳基材料、MXene、导电聚合物及金属氧化物等功能组分的复合机制。进一步比较膜、水凝胶和气凝胶等结构的纳米纤维素基传感器的性能特点，归纳材料组成、微观结构与传感性能间的关系，并对其稳定性、规模化制备及智能化发展方向进行展望。

Abstract:

Nanocellulose possesses excellent structural tunability and interfacial regulation capability， showing great potential in the field of flexible sensing. This review summarized major preparation strategies for nanocellulose， including mechanical， chemical， and biosynthetic methods， and analyzed the effects of different fabrication approaches on nanocellulose-based material structure and sensing performance. Particular attention was given to its applications in strain， pressure， humidity， and gas sensors， as well as the composite mechanisms involving carbon-based materials， MXenes， conductive polymers， and metal oxides. The performance characteristics of nanocellulose-based sensors with film-， hydrogel-， and aerogel-based structures were further compared， and the relationships among material composition， microstructure， and sensing performance were discussed. Finally， future directions concerning their stability， scalable production， and intelligent development were outlined.

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