人機交互技術(shù)因其在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中的重要應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注，例如可穿戴電子和遠程醫(yī)療監(jiān)控等。對于人機交互系統(tǒng)，智能傳感器起著關(guān)鍵作用，因為它們可以有效地將來自人體的各種信號“轉(zhuǎn)換”為機器可以識別的信息。因此，開發(fā)具有高靈敏度和快速響應(yīng)的各種智能傳感器尤為重要。傳統(tǒng)傳感器通常檢測直接接觸中的信號，例如壓力傳感器、應(yīng)變傳感器等。然而，直接接觸傳感不僅會帶來不可避免的機械磨損，還會限制其在更廣范圍例如在有毒或有害環(huán)境中應(yīng)用。為了克服這些缺點以滿足多樣的應(yīng)用需求，柔性非接觸濕度傳感器成為現(xiàn)有傳感器的一個重要補充，可作為先進人機交互系統(tǒng)的新型控制方法。
最近，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所超晶格國家重點實驗室研究員沈國震課題組成功研制出一種柔性透明的高性能濕度傳感器，該傳感器基于MoO3納米片，采用低成本、簡便的溶液方法合成。所制備的濕度傳感器對外部相對濕度(RH)表現(xiàn)出出色的靈敏度，RH從0%變?yōu)?00%時電流變化了5個數(shù)量級。此外傳感器具有快速響應(yīng)(<0.3 s)和恢復(fù)時間(<0.5 s)，還表現(xiàn)出長期穩(wěn)定性(> 1個月)，并且具有很好的機械靈活性。同時，研究人員開發(fā)了一種可穿戴濕度分析系統(tǒng)，用于環(huán)境RH監(jiān)測和非侵入性人體呼吸監(jiān)測。此外，該濕度傳感器的遠程非接觸式交互式傳感特性被應(yīng)用于非接觸式多級開關(guān)和柔性非接觸控制屏幕兩個人機交互系統(tǒng)中。
該項工作為基于氧化物納米材料的濕度傳感器在智能人機交互系統(tǒng)方面提供了巨大的應(yīng)用前景和可行性工藝。該項工作得到國家自然科學(xué)基金和中科院前沿科學(xué)重點研究項目等支持。研究成果發(fā)表在Small (DOI: 10.1002/smll.201902801)期刊上。