近日，北京理工大学前沿交叉科学研究院范绪阁教授课题组（张军院士团队微纳机电传感器与石墨烯课题组）与中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室主任张文栋教授合作，在基于还原氧化石墨烯与二硫化钼复合纳米薄膜的全柔性湿度传感器研究方面取得了重要进展。相关研究成果以“Fully Flexible Humidity Sensor with Fast Response and High Responsivity Based on rGO/MoS2 for Human Respiration Monitoring and Nontouch Switches”为题发表在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF：8.3）期刊上，论文的第一作者为北京理工大学硕士研究生柯宁枫，通讯作者为北京理工大学范绪阁教授、北京理工大学的丁洁副教授及中北大学张文栋教授。

研究课题组报道了一种快速响应、高灵敏度、全柔性的湿度传感器，其湿度敏感薄膜是rGO与MoS2复合纳米薄膜，在 11% RH-95% RH 的相对湿度范围内，响应时间为0.65s，响应度为96.7%，具备良好的可重复性、线性度与阶梯湿度响应。课题组将制备的柔性湿度敏感结构与柔性印刷电路集成，实现了全柔性可穿戴湿度传感器监测系统，成功应用于人体呼吸监测、运动监测和无接触开关，其中在人体呼吸监测（与口罩集成）中的响应时间和恢复时间仅为0.18s和1.22s，响应度高达92.6%，展现出了良好的呼吸监测效果。这些研究结果证明rGO/MoS2复合纳米薄膜是一种性能良好的湿度敏感薄膜材料，有潜力应用于可穿戴设备、无接触开关等领域。

图1 不同组分的rGO/MoS2纳米复合敏感薄膜湿度传感响应

图2 rGO/MoS2纳米复合敏感薄膜（摩尔比1：1.5）湿度传感器具备良好的稳定性、可重复性、阶梯湿度响应与线性度

图3 全柔性湿度传感器应用于人体呼吸监测、运动监测与无接触开关

论文详情：Ningfeng Ke， Fangcheng Si, Hongliang Ma, Qiang Gao, Gengwu Ge, Wei Liu, Jie Ding*, Wendong Zhang*, and Xuge Fan*, Fully Flexible Humidity Sensor with Fast Response and High Responsivity Based on rGO/MoS2 for Human Respiration Monitoring and Nontouch Switches, ACS Applied Materials & Interfaces, 2024. DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.4c18757

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c18757?goto=supporting-info

本研究受到北京市自然科学基金 (4232076)，国家自然科学基金（62171037 与62088101）、XXX技术领域基金、国家重点研发计划项目（2022YFB3204600）、国家自然科学基金优秀青年基金（海外）、北京理工大学特立青年学者人才支持计划启动项目、北京理工大学科技创新计划等项目的资助。

附主要作者简介：

柯宁枫，第一作者，北京理工大学前沿交叉科学研究院在读硕士研究生。

司方成，北京理工大学前沿交叉科学研究院在读硕士研究生。

丁洁，共同通讯作者，北京理工大学集成电路与电子学院副教授，博士毕业于英国格拉斯哥大学，导师为半导体器件建模与仿真领域国际著名学者Asen Asenov院士。研究方向：新型半导体器件的建模与仿真，CMOS器件、闪存器件的随机涨落与可靠性研究，设计与工艺协同优化方法（DTCO），传感器器件的建模仿真与机理。

张文栋，共同通讯作者，中北大学仪器与电子学院教授、中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室主任、山西省人大教科文卫工委副主任。曾任中北大学校长、太原理工大学校长、山西省教育厅厅长、山西省政府副秘书长等。1997年获国家杰出青年基金，2000年获全国百篇优博，GF973与国家863技术首席。长期从事动态测试和微米纳米技术研究，先后主持完成GF973、国家863、国家自然科学基金杰出青年基金、重点项目、重大仪器专项等科研项目40余项，已发表学术论文近400篇，出版专著8部，授权国家发明专利76项。获得国家科学技术发明二等奖3项（排名第一2项，第二1项）、三等奖1项、国家科学技术进步二等奖1项、何梁何利基金“科学技术创新奖”、省部级科技进步奖一、二等奖9项、国家教学成果二等奖1项。先后被授予“全国先进工作者”称号、“国家有突出贡献的中青年专家”称号、“全国五一劳动奖”章、“第5届中国青年科技奖”章等奖励。曾在国内外首创了弹载全弹道动态参数存储测压装置，将“智能导弹黑匣子”用于多种导弹的研制中。研究成果已在兵器/航空、航天、航海等领域46个国家重大和重点工程得到广泛的应用。研究方向：动态测试技术与智能仪器、微型机电系统（MEMS）等。

范绪阁，共同通讯作者，北京理工大学前沿交叉科学研究院教授，国家级海外高层次青年人才、北京理工大学特立青年学者。留学瑞典皇家理工学院8余年，博士导师： Frank Niklaus教授, 硕士导师：张文栋教授。研究方向为MEMS、NEMS、微纳传感器、微纳加工、石墨烯等敏感薄膜。曾率先研制出超小、高灵敏石墨烯纳机电加速度传感器原型器件。以一作或通讯在Nature Electronics、Science Advances、Nano Letters、Microsystems & Nanoengineering、Small、Carbon、ACS AMI等国际重要期刊与会议发表近40篇论文，申请及授权中国发明专利15项。担任科技部重点研发计划指南编制总体专家组成员及项目评审人，国家自然科学基金委、工业与信息化部、科技部、国家GF科工局、J-K-W、中国博士后管理委员会、国家留学基金委等部门的项目评审人。研究方向：微纳机电系统（MEMS/NEMS）、微纳传感器、微纳加工、石墨烯等敏感薄膜。