基于碳纳米复合材料的湿度传感器的研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:dongdongthere
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着电子皮肤等多种可穿戴设备的兴起,人们对于传感器件的要求也趋向精确化,与此相关的研究也逐步增加。传统的刚性敏感材料早就远远不能满足市场目前的需求。作为日常常见的传感器之一,湿度传感器广泛地应用在气象监测、生物医学、农林种植以及能源存储等诸多领域。近年来,新兴的湿度传感器的运用领域已经扩大到智能家居与人体健康监测等日常范围内,因此,人们不仅提升了对湿度传感器的湿度敏感性,抗干扰性和准确性的要求,而且进一步追求湿度传感器本身的装置的微型化、系统化和低成本可大量生产等。与其他材料相比,碳纳米材料由于比表面积较大、导电性能优异以及弹性模量较大等诸多优异性质在电化学、生物传感器方面也颇多建树。本文选用具有亲水性的氧化石墨烯和疏水性的碳纳米材料,通过表面处理和自组装浸渍工艺构建具有亲水-疏水双向特性的柔性表面研制柔性湿度传感器。首先利用表面吸附浸涂法将氧化石墨烯均匀地附着在无纺布的表面形成亲水层,然后通过在氧化石墨烯的表面复合一层碳纳米材料形成疏水层,从而构建出具有亲水-疏水双向特性的表面湿敏结构和湿敏传感器。在此基础上,通过以下两种实验方案来调控亲水-疏水比例,从而调控水分子在表面的吸附-脱附速率和平衡,提高响应速度,降低恢复时间。最终实现快速响应、快速恢复特性的柔性湿度传感器。这两种方案分别是:1、改变GO/rGO的复合比例,通过控制GO在抗坏血酸溶液中的还原时间调整两者复合比例,制备的湿敏传感器最佳性能参数为动态响应时间为2秒,恢复时间为24秒,比起VS2、WS2、SnS2等湿敏材料的性能要好,同时通过利用饱和盐溶液控湿的方法测试出传感器的灵敏度为12.8%,湿度检测范围为10%RH到98%RH。2、改变石墨烯/CNTs的复合比例,所制备的湿度传感器最佳性能参数为:响应时间1.6s,恢复时间13s,湿度检测范围为10%RH到98%RH,比之前GO/rGO复合材料的灵敏度更高(34.2%)。因此,与碳纳米管复合的效果对湿敏传感器性能提升的效果更好。为进一步展示该传感器在柔性可穿戴领域具有潜在应用价值,将该柔性传感器贴附于口罩面料中,实现了具有湿度传感功能的电子口罩,可以实时监测佩戴人员的呼吸频率,并通过呼吸气体的湿度定性反映体内湿度含量,进而判断被测人员是否处于缺水状态。另一个应用方向是对具有一定湿度的表面靠近时做出迅速响应,可用于仿生机器人对湿度环境及湿度物体的智能感知。
其他文献
基于水库病害的特殊性,为了满足水库除险的要求,需要合理应用除险加固技术,并对技术类型进行有效的分析和优化。针对水库病害,结合三溪水库实例,简述防洪标准与规范的要求不
目的:比较IL-18在正常皮肤和病理性瘢痕组织中的表达及分布情况,探讨IL-18在病理性瘢痕的形成过程中所起的生物学作用及意义。方法:收集2006年12月到2007年6月广东医学院附属
从老年人体育参与现状入手,依据老年人不同的参与体育活动的形式、参与项目以及参与体育活动的动机,分析我国老年体育管理人员缺失的原因,并从组织管理、经营模式、法律法规
随着物流业的迅速发展和经济结构转型升级,物流人才培养面临许多新挑战,培养体系不适应经济发展阶段的要求。文章从服务科学角度探讨了物流人才培养的目标定位、课程设置和学
中医学认为,药物性肝损伤具有虚实夹杂的病机特点,正虚有脾气虚、肝阴虚,标实有气滞、湿热、血瘀、热毒,中医药辨证施治具有良好的疗效。中药可保肝降酶、增强肝脏解毒功能、
山东省是中国对外贸易大省,也是遭受贸易救济调查的重灾区。目前,对山东省发起贸易救济调查的国家日益增多,所涉及的领域也在不断扩展,导致企业原有客户源流失、竞争力下降及
研制出一种速溶固体注水泥前置液外加剂ZQY-1。该剂的增黏组分用一种特殊材料包裹起来形成“缓释微胶囊”颗粒,使其在加入水中后不会聚集成团状,10min后就分散在水中并最终形成
<正>一、2011年民航主要工作成绩2011年,全行业紧紧围绕科学发展的主题和转变发展方式的主线,努力建设中国特色民航事业。航空安全持续稳定,航空运输发展稳中向好,通用航空发
目的:探讨双平面法经腋窝入路假体隆乳术中应用内镜辅助技术的临床效果,并总结手术要点。方法:选取36例内镜辅助技术下行双平面法经腋窝入路假体隆乳术患者,先设计拟置入假体
林业产业集群是一个由生产要素系统、服务要素系统和环境要素系统组成的相互依赖、竞争与合作、共生共存的组织生态系统。其竞争优势来自于集群内部各要素主体间互动所产生的