成果简介
光纤湿度传感器以其优良的特性在许多领域引起了极大的兴趣。然而，在实际应用中平衡灵敏度、湿度响应、温度串扰和湿滞后仍然是一个巨大的挑战。为了克服上述问题，本文，武汉理工大学王宁研究员、深圳大学廖常锐教授等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Polyelectrolyte/Graphene Oxide Nano-Film Integrated Fiber-Optic Sensors for High-Sensitive and Rapid-Response Humidity Measurement”的论文，研究开发了一种光纤湿度传感器，通过涂层功能石墨烯过度倾斜的纤维光栅（ex-TFG）上的氧化物（GO）/聚电解质纳米复合膜，其中GO/聚电解质纳米复合膜用于增强亲水性并加速水分子的吸附/解吸，而ex-TFG用于用于提高折射率的灵敏度和消除温度的串扰。
通过这种设计，光纤湿度传感器实现了高灵敏度、快速响应和恢复、低滞后和温度串扰以及在大相对湿度 (RH) 范围内具有出色的重复性和稳定性。该工作为有效的RH监测系统提供了一个有前景的平台，可广泛应用于快速诊断、药学、精准医学等领域。
图文导读
图1. 基于ex-TFG的RH传感器涂有GO/PAA 复合膜。
图2. ex-TFG上功能膜的制备及其透射光谱。
图3. PAA 涂层对不同RH水平下RH传感器性能的影响
图4. 作为PAA中掺杂 GO 浓度函数的相应波长偏移。
图5. RH传感器的温度响应。
图6. RH传感器的响应时间。
小结
综上所述，我们在此提出了一种具有高灵敏度和快速响应的光纤湿度传感器。通过在 ex-TFG 表面涂覆功能性 GO/PAA 薄膜，传感器探针支持模式共振与 GO/PAA 复合薄膜之间的强相互作用。为现场监测人体呼吸湿度提供了一个有吸引力的平台，具有高精度和快速响应，为疾病的快速诊断带来了好处。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.2c08228
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