키토산은 바이오 기반 소재로서 환경 친화성과 우수한 흡습성을 동시에 갖추고 있으나, 본래의 높은 습윤 팽윤 특성으로 인해 센서가 느린 반응 속도와 장기 신뢰성 저하 문제를 겪고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 키토산-몰리브덴 이황화물 복합소재 기반의 습도 센서를 제안하여 고감도와 빠른 반응을 실현하고자 한다. 2차원 몰리브덴 이황화물 나노시트를 키토산 매트릭스에 도입하여 교차결합된 네트워크를 가진 키토산-몰리브덴 이황화물 복합 습도 감응 박막을 제작하였다. 특성 분석 및 성능 시험 결과, 몰리브덴 이황화물 나노시트는 수소 결합을 통해 키토산과 교차 결합 네트워크를 형성할 뿐만 아니라 물리적 차단층을 만들어 고습 환경에서 소재의 팽윤 현상을 효과적으로 억제하고 박막의 수분 분자 흡착 능력과 계면 분극 효과를 강화하는 것으로 나타났다. 제작된 키토산-몰리브덴 이황화물 센서는 넓은 작동 습도 범위(7%RH~95%RH), 높은 감도(14,200 pF/%RH), 짧은 응답/회복 시간(15/25초), 우수한 반복성(5회 사이클 상대 표준 편차 2.08%) 및 장시간 안정성(120시간 무감쇠)을 갖춘다. 또한 본 센서는 호흡 패턴 인식 및 비접촉 인간-기계 인터랙션 분야에서 잠재적인 응용 가치를 보여준다. 본 연구는 고성능 및 안정적인 습도 센서 개발을 위한 효과적인 설계 및 제작 전략을 제공한다.

습도 센서; 키토산-몰리브덴 이황화물; 팽윤 방지; 고감도; 빠른 응답