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静电纺碳纳米管电阻式柔性湿度传感器的制备及其性能

2021-06-30杨楠楠

纺织学报 2021年6期

代 阳, 杨楠楠, 肖 渊

(1. 西安工程大学 机电工程学院, 陕西 西安 710048;2. 西安市现代智能纺织装备重点实验室, 陕西 西安 710048)

近年来,柔性可穿戴传感器广泛应用在医疗监护、疾病诊断、人机交互和运动健身等领域,极大地推动了柔性电子学的发展[1]。柔性电子产品具有便携性、体积小等特点,可通过佩戴电子监视设备来实现人体远程监测心率、血压、呼吸等健康指标。其中,湿度传感器在智能健康领域至关重要,人体湿度的监测以及环境湿度的检测和人们日常生活密切相关[2-4]。研究表明,当环境中的相对湿度在30%~70%范围内时,人体会有舒适感,且细菌的生存时间相对较短。当相对湿度不在这一范围内时就会出现不适症状,同时也会导致一些细菌和疾病的传播。因此,湿度传感器被广泛采用,以提高生活环境或工业过程的智能化监测水平[5-6]。湿度传感器有多种类型,如电阻式、电容式、光学式、压阻式、声表面波式等[7-8]。这些湿度传感器主要采用陶瓷、硅、半导体材料等制备,多数湿度传感器都是基于硬质基板,不能承受较大的形变和瞬时冲击,存在机械脆性、刚性、灵敏度不足等问题,限制了其在可穿戴设备中的应用[9]。

随着智能可穿戴设备的快速发展,柔性电子已经越来越多地应用到日常生活中,成为该领域的研究热点。Zhang等[10]基于层层自组装技术制备了还原型氧化石墨烯/聚二烯丙基二甲基氯化铵(rGO/PDDA)纳米复合薄膜传感器,并将该电阻型湿度传感器薄膜制备在柔性聚酰亚胺(PI)衬底的叉指电极上,其相对湿度测量范围为11%~97%,拥有良好的响应和恢复性能;……

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