近日,光机电工程学院软物质光电子学团队(浙江省高校高水平创新团队)联合宁波大学、扬州大学在国际知名期刊Materials & Design(中科院一区top期刊,IF: 9.417)在线发表题目为“Ultrafast response of self-powered humidity sensor of flexible graphene oxide film”的研究论文。该研究利用柔性氧化石墨烯薄膜创制了一种自供电湿度传感器,无需外部供电即可实现对环境湿度的超高灵敏和超快响应的精准探测。
研究表明,水分子进入氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)薄膜后形成梯度差,促使GO表面自发产生的质子具有Grotthuss hopping的快速扩散行为,使传感器在室温条件下对环境湿度具有超高灵敏度(10mV/RH%)和超快(<1s)的电压响应,性能远超传统湿度传感器。
团队在半径为50mm的氧化铟锡(ITO)基底上制作了由26个独立自供电湿度传感器阻成的阵列,通过器件的串并联提升阵列整体性能。实验结果表明,阵列化的传感器可大幅提升输出信号,并产生较大的电能输出,使其在人造皮肤及可穿戴智能设备的应用中极具潜力,并有望实现器件的功能化、规模化及产业化。
该研究由浙江农林大学为第一单位,光机电学院曾松伟教授为第一作者,硕士研究生潘邱波为共一作者,樊艳副教授为第一单位通讯作者。光机电工程学院软物质光电子学团队长期致力于研究软物质材料的制备及其结构、能带、发光、导电等物理性能,并将其应用于高性能传感器、超级电容设备、离子筛选、环境改良与修复等领域,在近期取得了一系列优异成果[Materials & Design2023, 226, 111683(一区TOP, IF= 9.471);Nature Communications2022, 13, 1247 (一区TOP, IF= 17.694);Journal of Membrane Science2022, 120745(一区TOP, IF=10.530)]。
系列工作得到了国家自然科学基金(12074341、11905186)、浙江农林大学科研发展基金(No. 2017FR032)的资助和支持。
近期系列工作链接:
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111683
https://doi.org/10.1038/s41467-022-35077-9
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.120745
(文:樊艳,审核:姚立健)