北理工課題組在基于還原氧化石墨烯與二硫化鉬復(fù)合納米薄膜的全柔性濕度傳感器研究方面取得重要進(jìn)展

2025-01-07 13:19:25北京理工大學(xué)閱讀量：15136      我要評(píng)論

　　近日，北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院范緒閣教授課題組與中北大學(xué)省部共建動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張文棟教授合作，在基于還原氧化石墨烯與二硫化鉬復(fù)合納米薄膜的全柔性濕度傳感器研究方面取得了重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Fully Flexible Humidity Sensor with Fast Response and High Responsivity Based on rGO/MoS2 for Human Respiration Monitoring and Nontouch Switches”為題發(fā)表在國(guó)際知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》(IF：8.3)期刊上，論文的第一作者為北京理工大學(xué)碩士研究生柯寧楓，通訊作者為北京理工大學(xué)范緒閣教授、北京理工大學(xué)的丁潔副教授及中北大學(xué)張文棟教授。

　　研究課題組報(bào)道了一種快速響應(yīng)、高靈敏度、全柔性的濕度傳感器，其濕度敏感薄膜是rGO與MoS2復(fù)合納米薄膜，在 11% RH-95% RH 的相對(duì)濕度范圍內(nèi)，響應(yīng)時(shí)間為0.65s，響應(yīng)度為96.7%，具備良好的可重復(fù)性、線性度與階梯濕度響應(yīng)。課題組將制備的柔性濕度敏感結(jié)構(gòu)與柔性印刷電路集成，實(shí)現(xiàn)了全柔性可穿戴濕度傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成功應(yīng)用于人體呼吸監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和無接觸開關(guān)，其中在人體呼吸監(jiān)測(cè)(與口罩集成)中的響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間僅為0.18s和1.22s，響應(yīng)度高達(dá)92.6%，展現(xiàn)出了良好的呼吸監(jiān)測(cè)效果。這些研究結(jié)果證明rGO/MoS2復(fù)合納米薄膜是一種性能良好的濕度敏感薄膜材料，有潛力應(yīng)用于可穿戴設(shè)備、無接觸開關(guān)等領(lǐng)域。

圖1 不同組分的rGO/MoS2納米復(fù)合敏感薄膜濕度傳感響應(yīng)

　　圖2 rGO/MoS2納米復(fù)合敏感薄膜(摩爾比1：1.5)濕度傳感器具備良好的穩(wěn)定性、可重復(fù)性、階梯濕度響應(yīng)與線性度

圖3 全柔性濕度傳感器應(yīng)用于人體呼吸監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)與無接觸開關(guān)

　　論文詳情：Ningfeng Ke， Fangcheng Si, Hongliang Ma, Qiang Gao, Gengwu Ge, Wei Liu, Jie Ding*, Wendong Zhang*, and Xuge Fan*, Fully Flexible Humidity Sensor with Fast Response and High Responsivity Based on rGO/MoS2 for Human Respiration Monitoring and Nontouch Switches, ACS Applied Materials & Interfaces, 2024. DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.4c18757

　　本研究受到北京市自然科學(xué)基金，國(guó)家自然科學(xué)基金、XXX技術(shù)領(lǐng)域基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金(海外)、北京理工大學(xué)特立青年學(xué)者人才支持計(jì)劃啟動(dòng)項(xiàng)目、北京理工大學(xué)科技創(chuàng)新計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

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