北理工課題組在基于還原氧化石墨烯與二硫化鉬復合納米薄膜的全柔性濕度傳感器研究方面取得重要進展
近日，北京理工大學前沿交叉科學研究院范緒閣教授課題組與中北大學省部共建動態測試技術國家重點實驗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合納米薄膜的全柔性濕度傳感器研究方面取得了重要進展。相關研究成果以“Fully Flexible Humidity Sensor with Fast Response and High Responsivity Based on rGO/MoS2 for Human Respiration Monitoring and Nontouch Switches”為題發表在國際知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》(IF：8.3)期刊上，論文的第一作者為北京理工大學碩士研究生柯寧楓，通訊作者為北京理工大學范緒閣教授、北京理工大學的丁潔副教授及中北大學張文棟教授。 
研究課題組報道了一種快速響應、高靈敏度、全柔性的濕度傳感器，其濕度敏感薄膜是rGO與MoS2復合納米薄膜，在 11% RH-95% RH 的相對濕度范圍內，響應時間為0.65s，響應度為96.7%，具備良好的可重復性、線性度與階梯濕度響應。課題組將制備的柔性濕度敏感結構與柔性印刷電路集成，實現了全柔性可穿戴濕度傳感器監測系統，成功應用于人體呼吸監測、運動監測和無接觸開關，其中在人體呼吸監測(與口罩集成)中的響應時間和恢復時間僅為0.18s和1.22s，響應度高達92.6%，展現出了良好的呼吸監測效果。這些研究結果證明rGO/MoS2復合納米薄膜是一種性能良好的濕度敏感薄膜材料，有潛力應用于可穿戴設備、無接觸開關等領域。
圖1 不同組分的rGO/MoS2納米復合敏感薄膜濕度傳感響應
圖2 rGO/MoS2納米復合敏感薄膜(摩爾比1：1.5)濕度傳感器具備良好的穩定性、可重復性、階梯濕度響應與線性度
圖3 全柔性濕度傳感器應用于人體呼吸監測、運動監測與無接觸開關
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基金，國家自然科學基金、XXX技術領域基金、國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金優秀青年基金(海外)、北京理工大學特立青年學者人才支持計劃啟動項目、北京理工大學科技創新計劃等項目的資助。
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