目前,聚合物基湿度传感器面临诸多限制,包括合成能耗高、灵敏度低和响应时间慢。本研究提出了一种创新方法来克服这些挑战,该方法基于一种强大的全水基原位微乳液聚合。整个过程中使用水可减轻对环境的负面影响。选择用浓度范围为 0.2-1.0 wt% 的还原氧化石墨烯 (rGO) 增强的硫醇烯聚合物来制造这些化学电阻传感器。所选硫醇烯具有高疏水性和半结晶性质,表明即使长时间暴露在潮湿环境中也能抵抗早期分层。加入 rGO 不仅可以赋予复合膜导电性,还可以增强复合膜的机械和防水性。0.6% rGO 复合材料表现出最佳的湿度传感电阻,在三个暴露周期中对 800-5000 ppm 的水蒸气浓度表现出快速而一致的响应。此外,该传感器对水蒸气的选择性优于甲苯、丙醇和 4-甲基-2-戊醇,这归因于水性薄膜的高表面亲水性和固有孔隙率,以及基质内 rGO 薄片的网络结构。总之,这项研究开创了一种基于聚合物的湿度传感新方法,解决了关键限制,同时提供了更高的灵敏度、快速的响应时间和卓越的选择性。
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