基于细菌纤维素/MXene/氧化石墨烯复合膜的高灵敏度柔性湿度传感器

《ACS Applied Electronic Materials》：Highly Sensitive Flexible Humidity Sensor Based on Bacterial Cellulose/MXene/Graphene Oxide Composite Film

基于细菌纤维素/MXene/石墨烯氧化物复合薄膜的高灵敏度柔性湿度传感器研究。通过BC构建MXene网络结构，GO增强吸湿性能，实现了217%响应度、24.2秒响应时间及11-98%RH宽量程检测，机制包含肿胀效应和格罗斯链反应。该成果为柔性湿度传感器开发提供新思路。

　　

二维（2D）MXene材料因其较大的比表面积和高电导率而成为湿度传感器的理想候选材料。然而，其层间距的限制使得难以实现高灵敏度的湿度传感器。本文通过使用细菌纤维素（BC）/MXene/氧化石墨烯（GO）复合薄膜开发出了高灵敏度的柔性湿度传感器：其中BC用于构建MXene的附着网络结构，而GO则增强了其吸湿性。结果表明，基于BC/MXene/GO复合材料的湿度传感器具有高达217%的响应灵敏度、24.2秒的响应时间、宽广的测量范围（11%至98%相对湿度）以及良好的重复性。湿度传感机制主要归因于膨胀效应和Grotthuss链反应，这取决于BC/MXene/GO复合材料中GO的含量。基于该复合材料的湿度传感器被应用于呼吸监测和手指非接触式开关领域。这些发现有助于推动基于MXene及相关二维材料的柔性湿度传感器的快速发展。