키토산은 바이오 기반 소재로 환경 친화성과 우수한 흡습성을 모두 겸비하고 있으나, 고유의 높은 습윤 팽윤 특성으로 인해 센서가 느린 반응 속도와 장기 신뢰성 저하 문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 키토산-이황화몰리브덴 복합재를 기반으로 한 습도 센서를 제안하였으며, 높은 민감도와 빠른 응답을 목표로 하였다. 2차원 이황화몰리브덴 나노시트를 키토산 기질에 도입하여 교차 결합 네트워크를 갖는 키토산-이황화몰리브덴 복합 습도 감응 박막을 제작하였다. 특성 분석 및 성능 시험 결과, 이황화몰리브덴 나노시트는 수소 결합을 통해 키토산과 교차 결합 네트워크를 형성할 뿐만 아니라 물리적 차단층을 구축하여 고습 조건에서 재료의 팽윤 현상을 효과적으로 억제하고, 동시에 박막의 수분 분자 흡착 능력과 계면 극화 효과를 강화함을 확인하였다. 제작된 키토산-이황화몰리브덴 센서는 넓은 동작 습도 범위(7%RH~95%RH), 높은 민감도(14,200 pF/%RH), 짧은 응답/복구 시간(15/25초) 및 우수한 반복성(5회 사이클 상대 표준편차 2.08%)과 장기 안정성(120시간 무감쇠)을 갖는다. 또한 해당 센서는 호흡 패턴 인식 및 비접촉식 인간-기계 상호작용 분야에서 잠재적 응용 가치를 보여준다. 본 연구는 고성능 및 안정적인 습도 센서 개발을 위한 효과적인 설계 및 제작 전략을 제공한다.

습도 센서;키토산-이황화몰리브덴;팽윤 방지;고감도;빠른 응답