成果简介
简化高性能湿度传感器的制造工艺并降低成本的需求越来越迫切，尤其是在医疗保健和农业等领域。本文，厦门大学罗涛等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces 》期刊发表名为“Facile and Cost-Effective Fabrication of Highly Sensitive, Fast-Response Flexible Humidity Sensors Enabled by Laser-Induced Graphene”的论文，研究研究介绍了一种简单且具有成本效益的方法，即在聚酰亚胺薄膜上使用激光诱导石墨烯 （LIG） 来制造高灵敏度和快速响应的柔性湿度传感器。
LIG 充当电极，而 LIG 电极间的多孔聚酰亚胺则充当湿度传感材料，根据湿度水平显示电导率的变化。LIG 湿度传感器是一种离子传导型传感器，具有极高的灵敏度，当相对湿度从 26.1% 变化到 90.2% 时，电流会增加 28,231 倍。它还拥有超短的响应/恢复时间（小于 0.5/7 秒），与市面上的 MEMS 湿度传感器相比，在检测快速和微妙的湿度变化方面具有显著优势。我们成功展示了 LIG 湿度传感器在超快呼吸监测（每分钟约174 次）、谷物湿度检测和水管突然泄漏检测方面的能力。由于 LIG 湿度传感器的制造工艺简单、成本低廉，因此具有巨大的实用价值，可在各种应用中广泛使用。
图文导读
图1.LIG传感器设计和制造
图2.LIG湿度传感器的表征结果。
图3.LIG传感器的传感机制
图5.LIG传感器的性能测试，用于监测湿度的快速变化。
图6.使用 LIG 湿度传感器进行呼吸监测
图7.使用 LIG 湿度传感器阵列进行水管泄漏检测
小结
在这项研究中，我们提出了一种基于 LIG 的简便而经济的方法，用于制造具有出色灵敏度和快速响应时间的柔性湿度传感器。当环境相对湿度介于 26.1% 到 90.2% 之间时，LIG 湿度传感器的电流响应速度提高了 28,541 倍，令人印象深刻，显示了其超凡的灵敏度。此外，与市面上的 MEMS 传感器相比，LIG 湿度传感器的响应时间和恢复时间都大大缩短。值得注意的是，与传统的硅基 MEMS 传感器相比，LIG 湿度传感器在准确监测非常快速和微妙的湿度变化方面具有明显的优势。LIG 湿度传感器的灵活性使其能够贴合曲面，开辟了呼吸监测、谷物水分监测和管道泄漏检测等多种应用。通过将高性能与低成本制造相结合，我们设想 LIG 湿度传感器可以广泛应用于各种需要分布式湿度监测的应用中，提供一种更经济实惠的解决方案。
文献:https://doi.org/10.1021/acsami.3c12392
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
