武漢大學：全印刷、快速響應柔性濕度傳感器及其多功能應用研究進展

對睡眠障礙病人的呼吸狀態監測是常用的輔助診療手段之一。由于人體呼吸時會引起口鼻附近濕度的變化，因此，可以借助濕度傳感器來監測人的呼吸狀態。剛性濕度傳感器在使用過程中容易使人體產生較強的不適感，考慮到薄膜狀態的柔性濕度傳感器具有良好的柔韌性，能夠貼附在各種物體表面監測濕度變化情況，更有利于其推廣和應用。其中柔性電阻式濕度傳感器由于制備過程簡單，成本低，等優勢，得到了廣泛研究。

然而，目前絕大多數電阻式柔性濕度傳感器采用滴涂或旋涂的方法制備，難以實現圖案化和大批量生產。同時，采用碳納米材料或導電聚合物等濕度敏感材料的柔性電阻式濕度傳感器還面臨著響應恢復時間長、靈敏度低等問題，限制了它們的實際應用。為了滿足不同應用場景的多樣化需求，以快速、低成本、大批量的方法制備得到具有快速響應能力、高靈敏度以及寬響應范圍的柔性濕度傳感器是十分必要的。

近日，武漢大學吳偉教授課題組在《Advanced Materials》上發表文章“All-printed, Fast Response Flexible Humidity Sensor Based on Hexagonal-WO 3 Nanowires for Multifunctional Applications"，報道了一種通過絲網印刷技術制備的基于六方相氧化鎢納米線的柔性濕度傳感器，該傳感器具有寬響應范圍、高靈敏度、快速響應的特點，能實現快速、批量化制備，可用于人體呼吸頻率監測、非接觸式傳感以及包裝開啟狀態檢測。

該團隊通過實驗設計合成了以(001)晶面為主要生長和暴露晶面的六方相氧化鎢納米線，表現出更強的化學吸附能力和濕度敏感性，通過將其油墨化處理得到具有良好印刷適性的功能油墨，并采用絲網印刷技術在聚對苯二甲酸乙二醇酯基底表面上制備了電阻式柔性濕度傳感器。所制備的柔性濕度傳感器具有寬響應范圍（11-95% RH）、高靈敏度、較快的響應速度（1.5 s）和良好的循環穩定性，并展示了該傳感器在人體呼吸頻率監測、非接觸式傳感，以及藥品包裝開啟監測等領域的多功能應用潛力。得益于絲網印刷的技術優勢，還可以輕松的通過改變濕度敏感層和叉指電極層的制備參數調控濕度傳感器的性能，以滿足特定應用的不同要求。