基于硝化纳米纤维素/琼脂的高灵敏度湿度传感器

湿敏材料是决定湿度传感器性能的关键,本研究将具有特殊化学结构的纤维素和琼脂这两种生物质材料有机结合起来,制备具有不同湿度敏感性的硝化纳米纤维素/琼脂（nitrocellulose nanocrystals/Agar,NCNCs/Agar）复合敏感膜材料,基于石英晶体微天平（quartz crystal microbalance,QCM）制备出具有高灵敏度的湿度传感器。结果表明,NCNCs/Agar复合敏感膜修饰的QCM湿度传感器的灵敏度和频率响应值较单一材料敏感膜修饰的QCM均有较明显的提高。经过优化测试,得到NCNCs与琼脂的最佳质量比为1∶25,涂覆2.049μg敏感材料的QCM传感器（QCM-b）性能最优异。在相对湿度（RH）11%~84%下,QCM-b具有良好的线性（R²=0.9933）,灵敏度为32.54Hz/%RH。在RH 11%~97%下,QCM-b响应值可达到-5820Hz,具有优异的对数拟合系数（R²=0.9994）,恢复时间短（5s）,并且具有良好的重现性和长期稳定性,显示出在湿度探测领域的良好应用前景。     

无铅铜基钙钛矿Cs2CuBr4的湿度传感性能

铅卤钙钛矿因其优异的光电性能引起了人们的极大关注,但由于其内在的不稳定性以及铅的毒性问题,限制了其实际应用。本文制得一种性能较稳定的无铅铜基钙钛矿Cs₂CuBr₄,利用其对湿度较为敏感的特性,创制了基于Cs₂CuBr₄敏感膜的石英晶体微天平（quartz crystal microbalance, QCM）湿度传感器。结果表明,当钙钛矿溶液的浓度小于0.4μg/μL时,敏感膜在11%~84%相对湿度下具有良好的湿度传感性能。其中最优浓度为0.3μg/μL（QCM-3）、薄膜质量398.95ng时,传感器具有高灵敏度（37.65Hz/% RH）,优异的对数线性关系（R²=0.9948）和快速的响应/恢复时间（5s/1s）。由此可见,无铅铜基钙钛矿Cs₂CuBr₄在湿度传感领域具有良好的应用前景。