医疗问题一直是一根敏感的“社会神经”,与千家万户息息相关。生活中“看病难、看病贵,看病累”的问题已经司空见惯,这个问题解决的好不好直接关系到13亿人的切身利益。医院中的诊断往往依赖大型仪器设备和专业人士的操作,限制了其在家庭中的普及。如何实现疾病的居家式、快速诊断成为社会发展的重大需求。近年来新兴的可穿戴、远程诊疗等移动医疗产品引起了大家的关注,被即时诊断领域寄予厚望。随着科学技术的进步,智能可穿戴传感设备正朝着小微型化的方向发展,市场前景看好,然而仍然面临系统集成复杂、依赖柔性高效能源等技术瓶颈需要突破。针对可穿戴、远程诊疗等移动传感设备对便携式柔性能源电池的需求,本论文选用纤维纸作为基底材料,以构建应用于自供能化学传感分析的柔性纸电池为目标,通过开发高性能纸电极、可寻址纸电子开关,实现纸基材上电压的可控输出,解决应用于居家式可穿戴式传感设备的柔性能源问题,为低成本、柔性电池的发展开启新的篇章。建立基于柔性纸电池的便携式自供能化学传感分析系统,促进微流控纸器件在即时检测领域中的应用。本论文主要包括以下五部分:第一章,综述了纸电池、微流控纸芯片的特点、常用制备技术及其近年来在化学/生物传感分析中的应用进展,总结了微流控纸芯片目前面临的发展瓶颈,结合课题组在微流控燃料电池纸芯片及传感分析领域的研究基础提出了本文的研究思路。第二章,基于纸的可折叠性及液体自驱动性,将氧化剂预埋于纸芯片通道中,实现了纸上吡咯单体的室温可控原位液相氧化聚合,结合三维折纸技术,建立了三维纸电路,在纸芯片上引入原电池的概念,借助三维集成构建了具有四个输出电压的柔性纸电池,根据需要选择不同的注入孔滴加电解质即可实现不同的电压输出;设计开发指触式可寻址纸电子开关,并与纸电池结合,实现了柔性纸电池电路的切换与控制,并且成功应用于经典电致化学发光传感系统。第三章,依据纸纤维内部纵横交错的三维网状结构及纸双面的可处理性,采用“自下而上”方法构筑了抗折高性能纸基多孔金电极,极大提高了纸金电极的纵向导电性,借助扫描电子显微镜对其微观形貌结构进行了考察;引入二次蜡打印技术制备了抗折高性能纸基多孔金电极;基于金属镁与普鲁士蓝氧化电势的差异建立了柔性纸电池,借助笔绘碳技术实现了电池开关的“双向”控制;在亲水通道预埋次氯酸钠实现了纸电池的快速“充电”,将开发的可充电纸电池应用于电聚合反应池成功获得了聚苯胺网络和聚吡咯薄膜结构;电致化学发光成像研究结果表明研制的可充电纸电池在化学传感领域具有广阔的应用前景。第四章,针对光致电化学传感平台对可见光驱动的需求,本文中以三聚氰胺作为前驱体,通过高温煅烧方法制备了块状石墨相氮化碳,借助浓硝酸为作为剥离试剂并结合超声、离心处理获得了具有高稳定性和上转换性能的超薄二维石墨相氮化碳纳米片;将其修饰于通过腐蚀得到的高比表面积的氧化锌纳米管表面构建了具有高光致电化学活性的传感平台,得益于能级匹配关系,可见光驱动效果明显增强,以癌胚抗原作为模型实现了对其准确分析,证实了超薄二维石墨相氮化碳纳米片在可见光驱动光致电化学传感领域的应用潜力。第五章,基于柔性纸基电池构建及其在化学传感分析中的应用基础研究,梳理纸基材表面电子元件设计、构建与集成方式方法,总结了在纸基材表面原位构筑无机、有机纳米材料并进行形貌结构调控的规律。阐明了应用于化学传感分析的自供能微流控纸芯片的局限性,针对存在的问题,提出接下来有待进一步开展的研究工作方向。