智能传感器可分为压力传感器、应变传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器等不同类型。其中,非接触式湿度传感器利用空气中湿度场的变化进行监测,可以有效避免机械接触和细菌交叉感染。但目前常用的湿度传感器材料主要由刚性半导体组成,其刚度大、变形难、稳定性差,较难应用于医疗监测器械。因此,通过合理的选材和结构设计来提高设备的灵活性和灵敏性,以确保其能适应各种可变形场合。1 N# j6 N, z/ F7 [+ h' P, D
( Q/ a8 M; O% L8 D* I) _2 U2 x基于此,上海交通大学的研究团队通过将多层石墨烯(MG)负载到静电纺丝PA66纤维上,制备了一种用于哮喘监测的柔性MG/PA66湿度传感器(MPHS),可实现远程报警系统的哮喘监测。该柔性MPHS的高灵敏度可归因于电纺PA66纤维的比表面积大、吸水性官能团多。各项实验证实了MPHS有效可靠的非接触监测能力,在医疗卫生领域具有广阔的应用前景。
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该传感器的监测原理本质上是MPHS和空气之间界面上水分子的交换。因此,界面的比表面积和结构的亲水基团含量是两个决定性因素。研究人员通过静电纺丝获得了直径为数百纳米、具有大比表面积和尺寸增强效应的PA66纤维,并利用超声波处理将MG负载到PA66纤维表面,从而在相邻MG之间构建导电路径,表现出超敏感特性。2 }, L. Y* K2 q) m1 V' x
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