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新型自供电湿度传感器革新环境与健康监测
文章字数:563
  本报讯(实习记者 师亚萍)近日,记者获悉从安徽大学获悉,该校材料学部王思亮副教授团队在高效湿度传感技术领域取得突破性进展,成功设计出基于阳离子纳米限域策略的二维氢键有机框架(HOF)材料,并开发出柔性自供电湿度传感器。该成果以超快响应速度、超高灵敏度及非接触式检测优势,为可穿戴设备、环境监测及医疗健康等领域提供了创新性解决方案,相关成果已发表于国际权威期刊。
  传统湿度传感器受限于材料活性位点不足、离子传输效率低等问题,难以满足高精度、快速响应的应用需求。王思亮团队针对这一痛点,提出“阳离子纳米限域”策略,通过纳米级阳离子掺杂调控HOF层间间距,显著增加材料表面亲水位点密度,同时提升离子导电性。理论计算与实验验证相结合,团队发现钠离子(Na+)掺杂的HOF-TTA膜在湿度响应中最优性能,其水分子吸附能差异和离子迁移路径的优化为高效传感奠定了基础。
  基于该策略,团队构建了由非对称MXene电极组成的柔性自供电传感器。实验数据显示,该传感器在12%-91%湿度范围内展现出0.42秒超快响应时间和0.62秒恢复速度,开关比高达3.5×104,综合性能远超同类产品。其自供电特性进一步降低了设备能耗,为长期无源监测提供了可能。
  王思亮副教授表示:“这项研究打通了HOF材料设计-性能调控-器件集成的技术链条,未来团队将聚焦传感器批量化制备与多模态信号融合,推动其在智慧医疗和工业互联网中的落地应用。”

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