近年来,湿度测量在众多领域引起广泛关注,其应用范围涉及天气预报、农业生产、工业制造、历史文物保护及可穿戴电子产品等领域。湿度传感器作为检测湿度变化的重要工具,能够将虚拟的湿度信号转化为可读的电信号,已广泛应用于人们的日常生活中。目前,多数商业化湿度传感器以多孔型陶瓷为基材,由于其刚性结构和复杂的制备过程,限制了其在新兴可穿戴电子领域中的进一步应用。基于聚合物基体/导电填料体系构建的湿度传感器表现出良好的柔韧性,但常用的聚合物基材多为石油基衍生物,存在不可生物降解、耐久性不足及与导电填料相容性差等问题。针对以上问题,本文将具有优异亲水性、高强度、良好柔韧性、来源广泛和可生物降解的不同尺度的纤维素材料与碳纳米管（CNTs）复合,构建纤维素/CNT基湿度传感器。以提高传感器的灵敏度为主线,从结构设计的角度出发,一是放大纤维润胀对CNTs网络结构导电性的影响,二是提高传感器与湿度环境的接触面积以增加对水分子的吸附量,根据以上两点制备了柔性、自支撑纤维素纳米纤维/CNT（CNF/CNT）复合薄膜湿度传感器、基于CNF/CNT双网络结构的柔性纸基湿度传感器、静电自组装策略增强的柔性2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化自由基（TEMPO）氧化纤维/CNT（TOCF/CNT）纸基湿度传感器、多孔CNF/CNT气凝胶湿度传感器及基于3D打印的图案化CNF/CNT支架湿度传感器。同时提出了CNF/CNT双网络结构、CNF/CNT/纸张纤维机械互锁结构、TOCF/CNT共形吸附结构、CNF/CNT多孔结构及图案化CNF/CNT支架结构等概念。进一步结合所测得的传感器的湿敏性能,阐明了传感器的结构与目标湿敏性能之间的内在关系,为构建新型纤维素基湿度传感器提供了新的思路和方向。主要内容如下:（1）针对未改性CNTs难以在水中分散的问题,利用CNF的双亲性将其作为CNTs在水中的分散剂,制备均一分散的CNF/CNT悬浮液,然后通过真空抽滤法得到柔性、自支撑的CNF/CNT复合薄膜湿度传感器。CNF优异的亲水性有效增强了复合薄膜的水分子吸附性能,进一步提高了CNTs基湿度传感器的灵敏度。结果表明当CNTs的负载量为5 wt%时,CNF/CNT复合薄膜传感器在95%相对湿度（RH）下的灵敏度高达69.9%（ΔI/I0）,同时也表现出一定的弯曲耐久性和长期稳定性。此外,结合传感器的湿敏性能对其湿敏机理进行了分析与讨论,也探究了CNF/CNT复合薄膜湿度传感器在人体呼吸监测领域的潜在应用。（2）采用亲水性更好的羧酸化CNTs作为湿敏材料进一步优化传感器的湿敏性能（下同）,利用涂布工艺将CNF/CNT涂料涂布到纸张基材的表面制备了一种双层结构的柔性纸基湿度传感器（PBHS）。由于CNF和纸张纤维优异的亲水性,当PBHS中CNF/CNT负载量为0.11 g/m~2时,传感器在95%RH条件下的灵敏度高达65.0%（ΔI/I0）。同时,PBHS也具有优异的线性度（R~2=0.995）和长期稳定性（超过三个月）。另外,原纸层与CNF/CNT层形成的CNF/CNT/纸张纤维的机械互锁结构以及两者之间的氢键作用增强了传感器层间的界面结合强度,PBHS在极度弯曲(最大曲率为22.2 cm-1)和多次折叠（50次）处理后,导电性和灵敏度均无明显变化。最后,展示了所制备PBHS在人体呼吸监测和空气湿度监测领域的应用。（3）通过TEMPO氧化处理在纤维表面引入负电荷,同时利用阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）分散CNTs在CNTs表面引入正电荷,基于正负电荷间的作用力,构建了CNTs在TOCFs表面共形吸附的柔性TOCF/CNT（TC）纸基湿度传感器。TOCF/CNT共形吸附的结构设计,在保证传感器导电的前提下,最大限度地放大了TOCFs吸水润胀对CNTs导电网络的影响。当TOCFs与CNTs的比例达到30:1时,TC传感器在95%RH条件下的灵敏度高达87.0%（ΔI/I0）,同时,也表现出优异的线性度（R~2=0.995）、良好的弯曲(曲率2.1 cm-1)和折叠（高达50次）耐久性以及长期稳定性（超过三个月）。最后,进一步展示了TC传感器在人体呼吸监测、手指湿度监测及空气湿度监测等领域的应用潜力。（4）采用冷冻干燥技术制备了超轻、高强、多孔的CNF/CNT气凝胶（CCA）湿度传感器,动态水蒸气吸附结果表明气凝胶的多孔结构能够增加CCA传感器对水分子的吸附量。当CNTs负载量为15 wt%时,CCA传感器在95%RH条件下的灵敏度高达87.3%（ΔI/I0）,其在不同湿度范围内对水蒸气的吸附行为可以通过准一级吸附动力学方程进行描述。另外,CCA传感器也表现出优异的线性度（R~2=0.996）和长期稳定性（超过两个月）。CCA传感器的初步应用表明其对人体呼吸监测和手指湿度监测展现出良好的响应性能。（5）利用CNF的双亲性和CNF油墨的高粘度及剪切变稀的性质,制备CNF/CNT导电油墨并采用3D打印结合冷冻干燥技术制备了图案化CNF/CNT支架（CCS）湿度传感器。基于CCS传感器分级的毫米级网格结构和微纳米级的微观孔结构,实现了对传感器灵敏度性能的精准调控。当打印油墨中CNTs的负载量为15 wt%、打印密度为15%、传感器的厚度为2 mm时,所制备CCS传感器在95%RH湿度条件下的灵敏度高达526.7%（ΔR/R0）。此外,CCS传感器也表现出优异的稳定性（两个月以上）。对CCS传感器应用领域的初步探索表明其对人体呼吸监测、人体语音识别及手指湿度监测展现出潜在的应用前景。