DOI: 10.1016/j.compscitech.2021.108738

近来，柔性可生物降解电子产品受到了物联网行业的极大关注。可持续发展和环境友好型电子设备的必要性迫使制造商减少电子废物和有毒残留物。纤维素纳米纤维是一种可生物降解的柔性材料，适合于构建自支撑薄膜电子器件，并在传感器制造中得到了首次应用。在这项工作中，研究者报道了一种纤维素纳米纤维基湿度传感器，其在不同的工作频率下具有良好的相对湿度（RH）依赖性。基于PEDOT:PSS电极制造了透明且可完全降解的湿度传感器，该电子器件显示出20％-85％RH的宽工作范围，其中CNF膜无需任何额外处理即可用作传感层。本研究采用了一种基于丝网印刷的一步制备方法来制造传感器，该方法提供了比其他技术更具重复性和成本效益的解决方案。另外，该方法在省时省力的基础上，为传感器的重新简易设计提供了可能性。综上，该工作所提出的这种多功能透明自支撑薄膜湿度传感器对绿色电子行业具有极好的适应性。

图1.（a）单根CNF的原子力显微镜（AFM）图像。10型（b）和21型（c）CNF薄膜的光学照片。（d）10型和（e）21型纤维素纸的SEM图像。（f）9和14g/m2 CNF纳米纸上的水吸附等温线。（g）9g/m2 CNF膜的水接触角。

图2.（a）9g/m2 CNF膜的FTIR光谱和1900-1200cm-1区域的放大图，显示出归因于I型和II型纤维素的谱带（插图）。（b）CNF的X射线衍射图谱。

图3.CNF基板和导电PEDOT:PSS层的透光率。

图4.IDE湿度传感器的尺寸（a）。用Ag电极（b）和PEDOT:PSS电极（c）在21型基底上制造的器件的照片。用Ag电极（d）和PEDOT:PSS电极（e）在21型基底上制造的器件的显微镜图像。

图5.在40℃下对RH的阻抗响应。（a）100Hz下的组件和（b）相位。（c）1kHz下的组件和（d）相位。

图6.在55％RH下对温度的阻抗响应。（a）100Hz下的组件和（b）相位。（c）1kHz下的组件和（d）相位。