柔性湿度传感器：KC-MWCNTs复合材料的创新应用

"这篇研究论文探讨了一种基于κ-角叉菜胶（KC）与多壁碳纳米管（MWCNT）和单壁碳纳米管（SWCNT）复合材料的柔性湿度传感器的制备和性能。通过蒸发浇铸法，将碳纳米管分散在生物聚合物KC中，添加甘油作为增塑剂以提高材料的柔韧性。经过FESEM（场发射扫描电子显微镜）和Raman光谱分析，对复合材料进行了表征。在交流电源下测试传感器的湿度感应特性，以避免极化效应，结果显示该传感器对相对湿度（RH）有高响应性、良好的可重复性、稳定性和低滞后性。传感器的阻抗随着RH的增加而减小，这揭示了其基本的湿度传感机制。" 本文的研究重点在于开发一种新型的柔性湿度传感器，它利用了KC-MWCNTs复合材料的独特性质。这种材料由κ-角叉菜胶（一种生物聚合物）与多壁和单壁碳纳米管混合而成，旨在提供优异的湿度感应性能和机械灵活性。MWCNT和SWCNT的结合增强了材料的导电性，而κ-角叉菜胶作为基体材料，为传感器提供了柔韧性和稳定性。甘油作为增塑剂的添加，使得复合材料更加柔软，适应弯曲和变形，从而满足柔性传感器的需求。 实验过程中，通过FESEM观察了材料的微观结构，以确保碳纳米管在聚合物基体中的均匀分散。Raman光谱则用于验证碳纳米管的结构完整性。随后，传感器在交流电源下进行湿度特性测试，这是为了消除极化效应，确保测量结果的准确性。实验结果显示，这种传感器对于环境湿度变化有高度敏感的响应，且表现出良好的可重复性和稳定性，这意味着传感器可以持续可靠地监测湿度变化。同时，传感器阻抗与相对湿度的反比关系揭示了其湿度感应的基本原理，即湿度增加导致材料吸水，进而改变其电导率。 这项研究成功开发出一种基于KC-MWCNTs复合材料的高性能柔性湿度传感器，其在环境监控、智能穿戴设备、健康监测等领域具有广泛的应用前景。这一创新技术进一步推动了柔性电子设备的发展，尤其是在湿度感应技术上的进步。