对睡眠障碍病人的呼吸状态监测是常用的辅助诊疗手段之一。由于人体呼吸时会引起口鼻附近湿度的变化，因此，可以借助湿度传感器来监测人的呼吸状态。刚性湿度传感器在使用过程中容易使人体产生较强的不适感，考虑到薄膜状态的柔性湿度传感器具有良好的柔韧性，能够贴附在各种物体表面监测湿度变化情况，更有利于其推广和应用。其中柔性电阻式湿度传感器由于制备过程简单，成本低，等优势，得到了广泛研究。然而，目前绝大多数电阻式柔性湿度传感器采用滴涂或旋涂的方法制备，难以实现图案化和大批量生产。同时，采用碳纳米材料或导电聚合物等湿度敏感材料的柔性电阻式湿度传感器还面临着响应恢复时间长、灵敏度低等问题，限制了它们的实际应用。为了满足不同应用场景的多样化需求，以快速、低成本、大批量的方法制备得到具有快速响应能力、高灵敏度以及宽响应范围的柔性湿度传感器是十分必要的。
近日，武汉大学吴伟教授课题组报道了一种通过丝网印刷技术制备的基于六方相氧化钨纳米线的柔性湿度传感器，该传感器具有宽响应范围、高灵敏度、快速响应的特点，能实现快速、批量化制备，可用于人体呼吸频率监测、非接触式传感以及包装开启状态检测。
图1 柔性湿度传感器的制备及应用示意图
该团队通过实验设计合成了以(001)晶面为主要生长和暴露晶面的六方相氧化钨纳米线，表现出更强的化学吸附能力和湿度敏感性，通过将其油墨化处理得到具有良好印刷适性的功能油墨，并采用丝网印刷技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯基底表面上制备了电阻式柔性湿度传感器。所制备的柔性湿度传感器具有宽响应范围（11-95% RH）、高灵敏度、较快的响应速度（1.5 s）和良好的循环稳定性，并展示了该传感器在人体呼吸频率监测、非接触式传感，以及药品包装开启监测等领域的多功能应用潜力。得益于丝网印刷的技术优势，还可以轻松的通过改变湿度敏感层和叉指电极层的制备参数调控湿度传感器的性能，以满足特定应用的不同要求。
图2（a, b）传感器用于监测不同呼吸频率及状态；（c, d）传感器用于非接触式传感及开关；（e）药品包装开启状态监测应用；（f）大面积传感阵列应用示例
这项工作得到了国家高层次人才特殊支持计划、武汉市知识创新专项项目、武汉大学自主科研项目和武汉大学中南医院转化医学及交叉学科研究联合基金的支持。
WILEY
MaterialsViews
Wiley旗下材料科学类期刊官方微信平台
关注公众号和视频号
推送材料科研资讯｜访谈材料大咖新秀
分享撰稿投稿经验｜关注最新招聘信息
点击“分享”，给我们一点鼓励吧~