基于碳纳米复合材料的湿度传感器的研究

发布时间：2024-02-20 06:26

　　随着电子皮肤等多种可穿戴设备的兴起,人们对于传感器件的要求也趋向精确化,与此相关的研究也逐步增加。传统的刚性敏感材料早就远远不能满足市场目前的需求。作为日常常见的传感器之一,湿度传感器广泛地应用在气象监测、生物医学、农林种植以及能源存储等诸多领域。近年来,新兴的湿度传感器的运用领域已经扩大到智能家居与人体健康监测等日常范围内,因此,人们不仅提升了对湿度传感器的湿度敏感性,抗干扰性和准确性的要求,而且进一步追求湿度传感器本身的装置的微型化、系统化和低成本可大量生产等。与其他材料相比,碳纳米材料由于比表面积较大、导电性能优异以及弹性模量较大等诸多优异性质在电化学、生物传感器方面也颇多建树。本文选用具有亲水性的氧化石墨烯和疏水性的碳纳米材料,通过表面处理和自组装浸渍工艺构建具有亲水-疏水双向特性的柔性表面研制柔性湿度传感器。首先利用表面吸附浸涂法将氧化石墨烯均匀地附着在无纺布的表面形成亲水层,然后通过在氧化石墨烯的表面复合一层碳纳米材料形成疏水层,从而构建出具有亲水-疏水双向特性的表面湿敏结构和湿敏传感器。在此基础上,通过以下两种实验方案来调控亲水-疏水比例,从而调控水分子在表面的吸附-脱附...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1传感器构成示意图

第一章绪论1第一章绪论1.1研究工作的背景与意义传感器被看作人类感官的延伸与拓展，它的主要工作原理（如图1-1）是通过将不易监测的信息转换成为电流或者是电压之类的易于检测的电学信号，方便人类获取相应的信息[1]，因此传感器技术现在不仅发展成为了当代信息科技技术的支柱之一，更是成为....

图1-2湿度传感器多重应用方向介绍图

第一章绪论3图1-2湿度传感器多重应用方向介绍图日常生活中家用湿度计或者一些可显示湿度的家用电器测试得到的湿度大多以相对湿度来表示，它的单位是%RH，它代表的含义是待测气体中的水蒸气气压占同等气体总体积的饱和水蒸气气压的比例，象征了在待测气体中水分的饱和度。为了得到水蒸气在混合气....

图1-3碳材料多重应用方向介绍[21]

电子科技大学硕士学位论文6在纳米材料中，碳纳米材料自从被发现以来直到近期仍热度不减。作为一种碳纳米材料，不仅具有其他类型纳米材料的共同优点，其表面结构还富含各种亲水含氧官能团和大量的活性位点，在感湿材料领域的发展也日渐兴起。1.1.4碳材料简介针对湿敏材料的研究，主要包括聚合物，....

图1-4基于硅纳米晶体膜的湿敏传感器示意图（左）以及其应用测试（右）[33]

电子科技大学硕士学位论文8纳米材料的问世更是为湿度传感器的湿敏材料的选择提供了新的思路。利用这些纳米材料独特的物理、化学性能，在湿度传感器方面的研究也有了相当快的进展[30]。与基于传统的感湿材料的湿度传感器相比,基于纳米材料的新型湿度传感器具有更高灵敏度,同时,传感器的动态响应....

本文编号：3903982