O quitosana, como um material de base biológica, combina a sustentabilidade ambiental com uma excelente capacidade de absorção de umidade. No entanto, devido à sua característica inerente de inchaço elevado em alta umidade, os sensores apresentam respostas lentas e baixa confiabilidade a longo prazo. Para enfrentar esses problemas, este estudo propõe um sensor de umidade baseado em material compósito de quitosana-dissulfeto de molibdênio, visando alcançar alta sensibilidade e resposta rápida. Ao introduzir nanosheets bidimensionais de dissulfeto de molibdênio na matriz de quitosana, foi construído um filme fino sensível à umidade com rede reticulada do compósito quitosana-dissulfeto de molibdênio. Os resultados de caracterização e testes de desempenho indicam que as nanosheets de dissulfeto de molibdênio não apenas formam uma rede reticulada com o quitosana via ligações de hidrogênio, mas também criam uma camada de barreira física, suprimindo efetivamente o inchaço do material sob condições de alta umidade, ao mesmo tempo que reforçam a capacidade de adsorção de moléculas de água do filme e o efeito de polarização da interface. O sensor de quitosana-dissulfeto de molibdênio preparado possui uma ampla faixa de operação de umidade (7%RH~95%RH), alta sensibilidade (14.200 pF/%RH), tempos curtos de resposta/recuperação (15/25 s), além de boa repetibilidade (desvio padrão relativo de 2,08% em 5 ciclos) e estabilidade a longo prazo (120 h sem degradação). Além disso, este sensor demonstra valor potencial para reconhecimento de padrões respiratórios e interação homem-máquina sem contato. Este estudo fornece uma estratégia eficaz de design e fabricação para o desenvolvimento de sensores de umidade de alto desempenho e estáveis.

sensor de umidade; quitosana-dissulfeto de molibdênio; resistência ao inchaço; alta sensibilidade; resposta rápida