湿度的变化与人类的生活密切相关,湿度的监测在气象、医疗卫生、农业生产、安全工程等领域都有着重要的意义。本文将等离子体技术与烛灰纳米颗粒层结合,开发了一种新型湿度敏感材料,并在此湿敏材料的基础上设计并制备了电阻式和QCM式湿度传感器。本文设计的湿度传感器充分利用等离子体技术表面活化的优点以及烛灰纳米颗粒层自身疏松多孔的特点,通过进一步的实验探索了该湿度传感器在呼吸频率监测、皮肤湿度测试以及非接触式开关等方向的应用前景,证明其有望在可穿戴设备、个性医疗等领域有重要的研究价值。本文主要研究内容如下:(1)亲水化烛灰纳米颗粒层的制备及其湿敏机理研究。采用等离子体技术,结合微纳加工工艺制备了亲水化烛灰纳米颗粒层,并对烛灰纳米颗粒层的形貌、表面基团、微观尺寸、表面浸润性等参数进行了测试,最后深入的分析了烛灰纳米颗粒层的湿敏机理。(2)基于亲水化烛灰纳米颗粒层的湿度传感器制备与测试。根据烛灰纳米颗粒层的湿敏特点,结合其吸收水分子后物理性质和化学性质的变化规律,分别设计了基于亲水化烛灰纳米颗粒层的电阻式和QCM式湿度传感器。最后搭建了湿度传感器测试平台,对湿度传感器的灵敏度、稳定性等性能进行测试,并对影响湿度传感器性能的工艺参数进行了分析与优化。(3)基于亲水化烛灰纳米颗粒层湿度传感器的应用探索。基于亲水化烛灰纳米颗粒层电阻式湿度传感器的湿敏性能特点,探索其在可穿戴设备、柔性电子、个性医疗等领域的应用前景。初步完成了其在呼吸频率测试、皮肤湿度测试等应用方向的实验,通过对实验结果的分析,证实了该湿度传感器可以通过测试湿度的波动反应呼吸频率的变化,还可以分辨出不同化妆品的保湿时长,为未来其在各个领域的进一步应用打下了基础。综上所述,本文开发了一种基于亲水化烛灰纳米颗粒层的新型湿敏材料,充分利用其湿敏特性,设计并制备了基于亲水化烛灰纳米颗粒层的电阻式和QCM式湿度传感器。在此基础上,探索了该湿度传感器在健康电子、个性医疗等领域的应用前景,此外,这种湿度传感器的制备工艺简单便捷,有望实现低成本、高灵敏度湿度传感器的批量制备。