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RSC Advances 新型自发电式柔性湿度传感器
发布者: 李博 | 2020-07-23

新型发电柔性湿度传感器通过呼吸监测你今天喝了什么

湿度是生活中常见的环境参数,其含义是衡量气体中水蒸气含量。监测和控制湿度参数对工农业生产和人们的日常生活具有重要意义。大随着穿戴式设备的发展,柔性的湿度传感器研发一个颇具挑战性的工作。柔性湿度传感器采用柔性材料作为衬底,具有良好的柔韧性,因而能更加方便地附着在弯曲表面上,而且可以承受一定的形变,甚至反复弯折或者折叠。这大大拓展了传感器的应用范围。

对于现有湿度传感器,从原理上来说,常见的多为电容式电阻式两种,传感原理决定了这二者都需要引入外部电源提供能量,测量信号读取的复杂程度容易受到外部环境的严重影响,往往需要需要额外的信号滤波以获得更稳定和准确的数据。因此,迫切需要探索一种源且抗干扰的柔性湿度传感器。近期,河海大学机电工程学院,江苏省特种机器人技术重点实验室王延杰教授与西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室的李博副教授课题组,研发了一种基于银纳米线(AgNWs)与Nafion膜的柔性湿度传感器可实现快速发电式的湿度感知

该传感器表现出响应速度较快以及在高湿度空气下的电压变化较为灵敏的特性。因此探索了其在监测人类呼吸过程中的应用。在室内湿度环境(约64RH)下连续测试了慢速,中速和快速呼吸下的电响应。放大单个呼吸过程来看,电压首先快速升高(呼气过程),而后增加速率慢慢降低逐渐达到稳定(呼吸停顿),最后电压信号短暂急剧上升后迅速降低(吸气过程)。电压变化最大幅值超过120mv。研究还揭示了喝了53白酒的情况下,通过酒精分子渗透也可以实现电压输出,因此有望实现面向多种有机溶剂的快速检测中应用。 

相关结果发表在RSC Advances上。论文第一作者为河海大学王延杰教授,通讯作者为王延杰教授与西安交通大学机械工程学院机器人与智能系统研究所李博副教授。

论文在线网址 https://doi.org/10.1039/D0RA01650K

国际仿生工程学会报道: https://mp.weixin.qq.com/s/A_lPWzTG4SXXjupFGp_87A

九三学社西安交通大学委员会新闻报道:https://www.meipian.cn/32d2mer6?share_from=self&user_id=537251&uuid=4c4f77380bc18bbbee1080e4d556d754&share_depth=1&first_share_uid=537251&utm_medium=meipian_android&share_user_mpuuid=1c8a3b7c596e5ecbdf7098b21bab5eab&utm_source=singlemessage&from=singlemessage&first_share_to=singlemessage