智能可穿戴设备在人体健康监测领域展现出重要应用潜力，其中足部压力、湿度、汗液代谢物及步态等信息能够反映人体运动状态和健康状况。然而，现有智能鞋垫仍普遍存在功能模块相对单一、依赖外部供能以及制造过程复杂等问题；同时，传统激光诱导石墨烯（Laser-Induced Graphene，LIG）多以石油基聚合物为前驱体，在材料可持续性与绿色制造方面仍存在一定局限。因此，利用可再生木质纤维素构筑兼具能量获取、储存和多模态传感功能的一体化柔性器件，对推动绿色智能可穿戴设备发展具有重要意义。

近日，郑州大学生态与环境学院赵楠课题组在国际权威期刊Advanced Science上发表题为《Integrated Self-Powered Sensors for Continuous Foot Health Monitoring via Laser-Induced MXene-Composited Graphene Hybrids From Lignocellulose》（DOI: 10.1002/advs.202516691）的研究论文。该研究提出以木质纤维素为可再生碳源，通过激光直接书写构筑MXene复合激光诱导石墨烯（LIG@MXene），并进一步集成自供能、多功能足部健康监测系统。赵培龙为第一作者，赵楠为通讯作者。

该研究以木质纤维素为前驱体，通过引入MXene并结合蓝光激光直接书写技术，成功制备了具有高导电性和稳定多孔结构的LIG@MXene复合材料。通过优化激光加工参数，所得LIG@MXene方阻降低至17.2 Ω sq⁻¹。在此基础上，研究构建了摩擦纳米发电机、超级电容器、焦耳加热器以及压力、湿度和汗液电化学传感器等多种功能器件。其中，摩擦纳米发电机最大输出达到35 V cm⁻²；超级电容器面电容达到71.4 mF cm⁻²，经过5000次充放电循环后电容保持率为89.5%；焦耳加热器在5 V下最高温度达到113 ℃；L-酪氨酸最低检测限达到9.60 μM。进一步地，上述功能模块被集成于柔性智能鞋垫中，通过摩擦纳米发电和超级电容储能实现系统自供能，并可连续监测足部压力、湿度及汗液代谢物等信号。生命周期评价结果表明，该智能鞋垫制造过程的温室气体排放仅为9.10 kg CO₂ eq。该工作实现了可再生木质纤维素高值化利用、激光诱导功能材料制备与智能可穿戴器件集成的有机结合，为绿色、低碳、自供能健康监测设备的发展提供了新的研究思路。