超高靈敏濕度傳感器可用于生命體征檢測(cè)或非接觸感應(yīng)，在人工智能、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，上海理工大學(xué)超精密光學(xué)制造團(tuán)隊(duì)盛斌副教授領(lǐng)導(dǎo)的柔性器件小組已經(jīng)在該研究領(lǐng)域發(fā)表了多篇高水平學(xué)術(shù)論文。近日該研究團(tuán)隊(duì)2019級(jí)碩士研究生王楠同學(xué)以第一作者在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《ACS Applied Materials & Interfaces》（美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)——應(yīng)用材料與界面，工程技術(shù)大區(qū)1區(qū)，影響因子9.229）上發(fā)表了題為 “Polyimide-sputtered and Polymerized Films with Ultrahigh Moisture Sensitivity for Respiratory Monitoring and Contactless Sensing”（用于呼吸監(jiān)測(cè)和非接觸傳感的超高靈敏聚酰亞胺濺射和聚合濕敏薄膜）的文章，并被選為當(dāng)期封面（入選比例約3%），盛斌副教授為文章通訊作者。
圖一：ACS Applied Materials & Interfaces期刊封面
圖二：新型聚合物濕度傳感器的制備、傳感機(jī)理和應(yīng)用示例
團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一種對(duì)聚合物靶材進(jìn)行離子束濺射沉積，制備聚合物濕敏薄膜的通用方法，成功以聚酰亞胺為濺射靶材制備了高靈敏濕敏薄膜，并系統(tǒng)研究了其成膜機(jī)制和傳感機(jī)理。新型傳感器在10-95%的相對(duì)濕度范圍內(nèi)具有超高靈敏（電容值變化超過(guò)40000倍），快速響應(yīng)（~1s），遲滯小和穩(wěn)定工作時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)異特性，實(shí)現(xiàn)了非接觸感應(yīng)，并對(duì)人體呼吸的深淺程度和頻率等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)也可以檢測(cè)植物葉片氣孔的開閉狀態(tài)。研究還制備了5×5規(guī)格的新型傳感器陣列，成功記錄被試者手指懸空劃過(guò)的軌跡并可以較準(zhǔn)確的反映出潮濕物體的形狀。該研究成果提供了制備濕度傳感器的新思路，新型聚合物濕度傳感器有望應(yīng)用于生物體呼吸監(jiān)測(cè)和無(wú)接觸感應(yīng)等領(lǐng)域。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.1c24833