传感器智造师
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湿度响应性传感器是基于湿度响应性材料与水分子间的吸附作用，通过将湿度刺激转换为弯曲、扭曲和连续滚动、翻转等可视化运动，对湿度刺激能产生自适应响应的一类智能传感器。响应性材料应具有宽的检测范围和高的灵敏度，例如可以感知近距离呼吸的湿度变化。此外，湿度传感器在宽的范围内具有耐用性，不需要额外处理复杂信号，即可满足日益增长的设备小型化和低功耗的需求。在科学研究过程中，自然界中生物体独特的响应性能受到广泛的关注。它们响应外部刺激时会改变其物理化学性质，如湿度诱导的蜘蛛丝扭转行为，植物叶片的自折叠/展开等。天然生物材料通常比合成材料表现出更好的生物功能性和生物相容性，对人类而言更具安全保障。因此，将天然生物材料与生物设计策略相结合，能够设计出对环境刺激响应性更强的新型湿度传感器。 近日，山西大学王英特副教授与李亚伟教授团队利用天然生物材料对湿度的响应功能，通过调节材料两侧的湿度梯度, 设计一种将水分子热运动的平均动能转化为物体的机械能的能量转换装置。该工作选取动物皮肤（如猪皮）为基本原料，通过水热法将天然材料与生物自组装设计策略相结合，制备出透明、柔软的湿度响应性智能薄膜，并成功将其应用于环境湿度检测、人体呼吸监测和能量转换系统当中。 使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、衰减全反射红外光谱（ATR-IR）、荧光分光光谱仪（FL）、接触角测量仪（CA）、原子力显微镜（AFM）等仪器对智能薄膜的结构和性质进行表征，重点测试不同湿度条件下智能薄膜的响应性能。通过对智能薄膜与湿度的相互作用的研究，构建出一种对环境湿度快速传感与检测的方法，并开发其在湿度分析与呼吸监测方面的应用。
