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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。