在追求用于个性化健康监测的可持续柔性电子器件的过程中，基于生物质的柔性压阻传感器（PRS）展现出了广阔的前景。然而，其实际应用受到复杂制备工艺、性能欠佳、灵敏度低以及生物降解性差等因素的制约。另一个重大挑战在于难以将离散能量单元集成以构建自供电系统。本文，福建理工大学陈汀杰 副教授、Xiangfang Peng、南方科技大学常建 研究副教授等研究人员在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Sustainable multifunctional wood sponge with dual rGO/PPy networks for highly sensitive pressure sensors and integrated self-powered sensing systems”的论文，研究提出一种简便策略，制备出具有双层rGO/PPy网络结构（WS@rGO@PPy）的高压缩性导电木海绵，用于可持续自供电传感系统。
这种双连续网络结构赋予了海绵卓越的压缩性（~60%）和耐久性。所得的压力响应传感器（PRS）展现出超高的灵敏度（2393.9 kPa⁻¹）、低检测限（25 Pa）和快速响应时间（25 ms）。此外，该材料既可作为纳米发电机（TENG）中的摩擦电层，实现高输出（153.4 V，24.6 μA）；又可作为固态超级电容器的电极，展现出620.13 mF g⁻¹的比电容及约100%的库仑效率。重要的是，这些器件被集成到一个一体化自供电系统中，其中TENG为超级电容器充电，从而可持续地驱动传感器工作。本研究为自供电可穿戴传感系统提供了可持续的木基电子材料。
图1. The fabrication process and formation mechanism of multifunctional wood sponge. (a) Illustration of the fabrication procedure and applications of WS@rGO@PPy. (b) The proposed formation mechanism of WS@rGO@PPy among WS, rGO, and PPy.
总而言之，本文开发了一种可持续且创新的策略，用于制备多功能、可压缩且导电的木质海绵（WS@rGO@PPy），以应用于集成式自供电可穿戴传感系统。通过将还原石墨烯氧化物（rGO）和聚吡啶（PPy）引入脱木质素的木质支架中，构建了一个双连续导电网络，赋予该材料出色的可压缩性和耐久性。所得的压应变传感器（PRS）具有25 Pa的低检测限、60%的大压缩应变、2393.9 kPa⁻¹的超高灵敏度、超过4000次循环的优异循环稳定性以及25 ms的快速响应时间，能够精确监测人体运动和生理信号。此外，WS@rGO@PPy海绵在接触-分离模式下可有效作为TENG摩擦电层，其开路电压（Voc）、短路电流（Isc）和静电容量（Qsc）分别达到150.4 V、24.6 μA和66.7 nC。它还可在 FSSC 储能单元中作为独立电极，在 1 mA·g−1 电流密度下实现 620.13 mF·g−1 的比电容和近 100% 的库仑效率。这些器件已成功集成到一体化系统中，其中 TENG 收集能量为超级电容器充电，随后超级电容器为传感器供电。该研究为可穿戴传感、能量采集及储能应用领域的高级木基电子器件提供了可扩展且环保的平台。
文献：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175716
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