Хитозан, как биоматериал, сочетает в себе экологическую безопасность и превосходную влагопоглощающую способность, однако из-за своей присущей высокой влажностной набухаемости датчики на его основе испытывают медленную реакцию и низкую долгосрочную надежность. Для решения этих проблем в данном исследовании предложен датчик влажности на основе композита хитозан-дисульфида молибдена, направленный на достижение высокой чувствительности и быстрой реакции. Введение двухмерных нанолистов дисульфида молибдена в матрицу хитозана позволило создать композитную чувствительную к влажности пленку с перекрестно-связанной структурой. Результаты характеристик и тестирования показывают, что нанолисты дисульфида молибдена не только образуют водородные связи с хитозаном, создавая сеть сшивок, но и формируют физический барьер, эффективно подавляющий набухание материала при высокой влажности, одновременно усиливая адсорбцию молекул воды и поляризационные эффекты на интерфейсе. Полученный датчик хитозан-дисульфид молибдена обладает широким рабочим диапазоном влажности (7%RH~95%RH), высокой чувствительностью (14 200 пФ/%RH), коротким временем отклика/восстановления (15/25 с), хорошей повторяемостью (относительное стандартное отклонение 2,08% за 5 циклов) и длительной стабильностью (120 часов без снижения характеристик). Кроме того, датчик демонстрирует потенциал для применения в распознавании дыхательных режимов и бесконтактном человеко-машинном взаимодействии. Данное исследование предлагает эффективную стратегию проектирования и изготовления высокопроизводительных и стабильных датчиков влажности.

датчик влажности;хитозан-дисульфид молибдена;сопротивление набуханию;высокая чувствительность;быстрый отклик