物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，通过传感器将数字世界和现实世界融合，将引领人类社会进入物物相连、泛在感知的“智慧”时代。随着测控系统自动化、智能化的发展，传统传感技术已无法满足高端应用的需求，通过智能电子设备和传感网络的有机结合，智能传感技术成为高新技术领域争夺的关键。然而实现材料在主动传感系统和环境友好性之间取得良好的平衡仍然是一项艰巨的任务。基于碳中和行动与创新驱动发展的迫切要求，开发生物质原料来源的先进传感功能材料成为了必然选择。纤维素作为地球上最丰富的生物聚合物，其可持续性潜力和优异性能对于智能传感材料的设计与多场景多功能的应用拓展具有重要意义。
我校轻工与食品工程学院“先进木质纤维材料”课题组在王双飞院士的带领下，以亚热带特色木质纤维利用为核心，面向自供电传感材料构筑与应用的技术瓶颈开展基础研究。近期，该课题组突破触觉传感器在供能方式与集成有机耦合的难题，开发了领域内首个全自供电的可视化触觉传感器，实现了可持续、无能源损耗的触觉反馈。论文成果发表于国际材料顶刊《先进材料》（Advanced Materials, 2022, 2209117）。基于木质纤维优异的摩擦电特性，从材料设计和加工技术角度介绍了纤维素摩擦电材料在电子器件中的设计策略，并概述了其在智能主动传感系统中应用的最新进展，展示了纤维素摩擦电材料作为一种可持续的绿色资源，在智能主动传感系统中的研究价值和应用潜力。论文成果发表于国际材料顶刊《先进功能材料》（AdvancedFunctional Materials, 2022, 2208277）。课题组带头人聂双喜教授为上述两篇论文的唯一通讯作者，广西大学均为唯一完成单位。
近年来，该课题组围绕自供电传感器的开发与应用方面开展了系列研究工作，在高性能传感基材设计、智能传感器开发及传感器应用拓展等方面取得系列研究成果。系统阐述了化学反应、表面化学处理和化学物质掺杂对纤维素摩擦电性能的影响，概述了化学改性纤维素材料在自供电传感器和新兴领域的应用潜力，研究成果发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials, 2020, 30, 2004714，通讯作者聂双喜）。从仙人掌刺和甲壳虫翅膀表面构造中获得灵感，通过选择性调控纤维素表面自由能的极性分量和色散分量，实现了非连续分子级亲/疏水域纤维素基材的可控制备，研究成果发表在《自然·通讯》（Nature Communications, 2022, 13, 4168，通讯作者聂双喜）。课题组进一步利用纤维素表面电荷可调控的潜力，通过在纤维素分子上引入高表面电荷密度的官能团，阐明了化学修饰纤维素表面对接触起电时电子转移的影响机制，研究成果发表在《纳米能源》（Nano Energy, 2021, 89, 106369，通讯作者聂双喜）。针对传统材料易氧化、易腐蚀的弊端，受荷叶启发构筑了一种超疏水的纤维素摩擦电材料，基于化学修饰及表面微纳结构的构造大幅提升了材料的摩擦电性能和耐湿性，研究成果发表在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal, 2023, 452, 139259，通讯作者聂双喜）。
在智能传感器的设计与利用方面，该课题组开发了一种具备快速自修复功能的纳米纤维素导电水凝胶先进功能材料，解决了传统传感器件材料的自愈性、全柔性难题，实现了对汗液中生物标志物的实时自供电传感，研究成果发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials, 2022, 32, 2201846，通讯作者聂双喜）。为了应对复杂的传感环境，构筑了一种基于球形多重物理网络结构的非接触传感基材，实现了远距离范围内准确识别人体运动状态的自供电传感，研究成果发表在《微尺度》（Small, 2022, 18, 2200577，通讯作者聂双喜）。针对传感基材在高温环境下弱极性的缺陷，通过在天然竹材上原位生长功能载体，利用纤维素支架与内部电极的相互保护机制，实现了温差达到396℃下稳定、可靠的自供电传感，研究成果发表在《微尺度方法》（Small Methods, 2022, 6, 2200664，通讯作者聂双喜）。为了拓展自供电传感器的应用范围，巧妙地利用木头的天然多孔结构，开发了具有氨气敏感特性的导电木基材料，成功实现了冷链运输过程中实时无线食品质量评估，研究成果发表在《纳米能源》（Nano Energy, 2021, 83, 105833，通讯作者聂双喜）。针对传统传感器气敏性低、响应性差的问题，通过仿生启发构建了一种具有分层结构的高吸附性纤维素摩擦电材料，开发了具有快速响应、高灵敏度、高选择性和低检测限的气敏自供电传感基材，研究成果发表在《先进科学》（Advanced Science, 2022, 9, 2203428，通讯作者聂双喜）。
我校“先进木质纤维材料”课题组依托轻工技术与工程学科现有成员80余人，其中教授1人、副教授5人、讲师2人，博士后2人，博/硕士研究生70余人，是研究水平处于国际领先的先进木质纤维材料研究团队。课题组带头人聂双喜教授2022年入选“国家高层次人才”计划，近五年带领团队以广西大学为唯一通讯单位在《自然·通讯》（Nature Communications）、《先进材料》（Advanced Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《美国化学会·纳米》（ACS Nano）、《应用催化B》（Applied Catalysis B: Environmental）、《先进科学》（Advanced Science）、《纳米能源》（Nano Energy）、《微尺度》（Small）、《微尺度方法》（Small Methods）等材料领域顶尖期刊上发表SCI论文50余篇，所发表的论文被国际同行引用4600余次，累计入选ESI热点论文2篇、ESI高被引论文16篇。
