Chitosan als biobasierter Werkstoff vereint Umweltfreundlichkeit und hervorragende Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit. Aufgrund seiner ausgeprägten hygroskopischen Quellfähigkeit zeigen Sensoren jedoch langsame Ansprechzeiten und eine geringe Langzeitzuverlässigkeit. Um diese Probleme zu adressieren, schlägt diese Studie einen auf Chitosan-Molybdändisulfid-Verbund basierenden Feuchtigkeitssensor vor, der eine hohe Empfindlichkeit und schnelle Reaktion ermöglicht. Durch die Einbindung von zweidimensionalen Molybdändisulfid-Nanosheets in die Chitosanmatrix wurde ein vernetzter, chitosan-basierter Molybdändisulfid-Feuchtigkeitssensorfilm konstruiert. Charakterisierungs- und Leistungstestergebnisse zeigen, dass die Molybdändisulfid-Nanosheets nicht nur durch Wasserstoffbrücken ein Vernetzungsnetzwerk mit Chitosan bilden, sondern auch eine physikalische Barrierschicht aufbauen, die das Quellverhalten des Materials unter hohen Feuchtigkeitsbedingungen effektiv hemmt und gleichzeitig die Wassermoleküladsorption sowie die Grenzflächenpolarisation verstärkt. Der hergestellte Chitosan-Molybdändisulfid-Sensor weist einen weiten Arbeitsfeuchtigkeitsbereich (7%RH~95%RH), hohe Empfindlichkeit (14.200 pF/%RH), kurze Ansprech-/Regenerationszeiten (15/25 s) sowie gute Reproduzierbarkeit (5 Zyklen mit relativem Standardabweichung von 2,08%) und Langzeitstabilität (120 h ohne Abnahme) auf. Darüber hinaus zeigt der Sensor ein potenzielles Anwendungspotenzial in der Atemmustererkennung und der berührungslosen Mensch-Maschine-Interaktion. Diese Studie bietet eine effektive Design- und Herstellungsstrategie für die Entwicklung leistungsstarker und stabiler Feuchtigkeitssensoren.

Feuchtigkeitssensor;Chitosan-Molybdändisulfid;quellbeständig;hohe Empfindlichkeit;schnelle Reaktion