随着人机界面硬件的进步,需要更好的传感器来检测来自不同刺激的信号。在众多技术中,湿度传感器对于不同行业的应用至关重要,包括环境监测、食品生产、农业和医疗保健。目前的湿度传感器依赖于吸收水分的材料,这可能需要一些时间才能与周围环境达到平衡,从而减缓了它们的时间响应并限制了它们的应用。于此,曼彻斯特大学Thomas D. Anthopoulos等人通过将纳米间隙电极(NGE)结构与鸡蛋衍生的蛋白作为吸湿成分相结合来解决的这一挑战。
这些传感器制造成本低廉,响应速度快,对相对湿度范围在10-70%RH内的湿度具有选择性。具体来说,基于鸡蛋蛋白的传感器对相关干扰物种的响应可以忽略不计,并且对水的湿度保持特异性,室温响应率为1.15×104。
NGE架构的nm短电极间距离(约20nm)实现了快速的时间响应,上升/下降时间分别为10/28ms,使该设备成为迄今为止基于生物材料的最快湿度传感器。通过利用这些功能,展示了适用于诊断睡眠呼吸暂停、哮喘和肺部疾病等慢性疾病的非接触式水分传感和实时呼吸周期监测。
参考文献:
S. Mandal, H. M. Mantilla, K. Loganathan, H. Faber, A. Sharma, M. Gedda, E. Yengel, D. K. Goswami, M. Heeney, T. D. Anthopoulos, Ultra-Fast Moisture Sensor for Respiratory Cycle Monitoring and Non-Contact Sensing Applications. Adv. Mater. 2025, 2414005.
https://doi.org/10.1002/adma.202414005