Film composite à base de chitine résistant au gonflement pour un capteur d'humidité à haute sensibilité et réponse rapide

WANG Yuyang ,  

DU Xianruo ,  

YE Zhijun ,  

ZHENG Gaofeng ,  

CUI Jingqin ,  

YAN Huangping ,  

摘要

La chitine, en tant que matériau biosourcé, allie respect de l'environnement et excellente capacité d'absorption d'humidité. Cependant, en raison de sa forte tendance intrinsèque au gonflement sous humidité, les capteurs présentent une réponse lente et une faible fiabilité à long terme. Pour résoudre ces problèmes, cette recherche propose un capteur d'humidité basé sur un composite chitine-disulfure de molybdène, visant à obtenir une haute sensibilité et une réponse rapide. En incorporant des nanosheets bidimensionnels de disulfure de molybdène dans la matrice de chitine, un film composite sensible à l'humidité à réseau réticulé a été construit. Les résultats de caractérisation et de performance montrent que les nanosheets de disulfure de molybdène forment non seulement un réseau de réticulation avec la chitine par des liaisons hydrogène, mais établissent également une couche de barrière physique, ce qui inhibe efficacement le phénomène de gonflement du matériau en conditions d'humidité élevée, tout en renforçant l'adsorption des molécules d'eau et l'effet de polarisation d'interface. Le capteur chitine-disulfure de molybdène fabriqué présente une large plage de fonctionnement d'humidité (7%RH~95%RH), une haute sensibilité (14 200 pF/%RH), un temps de réponse/récupération court (15/25 s), ainsi qu'une bonne répétabilité (5 cycles avec un écart-type relatif de 2,08%) et une stabilité à long terme (120 h sans atténuation). De plus, ce capteur montre une valeur d'application potentielle dans la reconnaissance des modes respiratoires et l'interaction homme-machine sans contact. Cette étude offre une stratégie efficace de conception et de fabrication pour développer des capteurs d'humidité performants et stables.

关键词

capteur d'humidité;chitine-disulfure de molybdène;résistance au gonflement;haute sensibilité;réponse rapide

阅读全文