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一种柔性透明的高性能湿度传感器

人机交互技术因其在物联网(IoT)中的重要应用而受到广泛关注,例如可穿戴电子和远程医疗监控等。对于人机交互系统,智能传感器起着关键作用,因为它们可以有效地将来自人体的各种信号转换为机器可以识别的信息。因此,开发具有高灵敏度和快速响应的各种智能传感器尤为重要。传统传感器通常检测直接接触中的信号,例如压力传感器,应变传感器等。然而,直接接触传感不仅会带来不可避免的机械磨损,还会限制其在更广范围例如在有毒或有害环境中应用。为了克服这些缺点以满足多样的应用需求,柔性非接触湿度传感器成为现有传感器的一个重要补充,可作为先进人机交互系统的新型控制方法。

最近,中科院半导体所超晶格国家重点实验室研究员课题组成功研制出一种柔性透明的高性能湿度传感器,该传感器基于MoO3纳米片,采用低成本、简便的溶液方法合成。所制备的湿度传感器对外部相对湿度(RH)表现出出色的灵敏度,RH0%变为100%时电流变化了5个数量级。此外传感器具有快速响应(<0.3 s)和恢复时间(<0.5 s),还表现出长期稳定性(> 1个月),并且具有很好的机械灵活性。同时,研究人员开发了一种可穿戴湿度分析系统,用于环境RH监测和非侵入性人体呼吸监测。此外,该湿度传感器的远程非接触式交互式传感特性被应用于非接触式多级开关和柔性非接触控制屏幕两个人机交互系统中。

该项工作为基于氧化物纳米材料的湿度传感器在智能人机交互系统方面提供了巨大的应用前景和可行性工艺。该项工作得到了国家自然科学基金和中国科学院前沿科学重点研究等项目支持。


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