一、研究背景：

近年來，睡眠障礙患病人群的數(shù)量和年齡范圍正在不斷增大，為了更好的幫助醫(yī)生了解患者病情，往往需要利用傳感器協(xié)助監(jiān)測患者的睡眠情況，最常見的方式是通過人體的呼吸監(jiān)測來觀察。當(dāng)人體呼氣/吸氣時(shí)，口鼻附近會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生濕度變化，因此，可以通過濕度傳感器對病人睡眠時(shí)的呼吸頻率、呼吸狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，以輔助醫(yī)生對患者病情進(jìn)行正確的診斷。

二、文章簡介：

近日，武漢大學(xué)中南醫(yī)院陳雄教授和圖像傳播與印刷包裝研究中心吳偉教授發(fā)表印刷柔性濕度傳感器的制備及其應(yīng)用方面的最新研究成果。相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Materials上。武漢大學(xué)為唯一通訊單位，圖像傳播與印刷包裝研究中心博士研究生郭盼旺和博士后田彬?yàn)楣餐谝蛔髡撸心厢t(yī)院陳雄教授和圖像傳播與印刷包裝研究中心吳偉教授為共同通訊作者。

三、研究內(nèi)容：

薄膜狀態(tài)的柔性濕度傳感器由于具有良好的柔韌性，能夠貼附在各種物體表面以擴(kuò)寬其應(yīng)用場景，如作為可穿戴器件附著在人體表面監(jiān)測人體表面濕度或呼吸頻率，或者作為功能器件置于包裝中監(jiān)測包裝內(nèi)的濕度變化情況。其中柔性電阻式濕度傳感器由于制備過程簡單，成本低，等優(yōu)勢，得到廣泛研究。然而，目前絕大多數(shù)電阻式柔性濕度傳感器采用滴涂或旋涂的方法制備，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、圖案化和大批量生產(chǎn)。同時(shí)，采用碳納米材料或?qū)щ娋酆衔锏葷穸让舾胁牧系娜嵝噪娮枋綕穸葌鞲衅鬟€面臨著響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間長、靈敏度低等問題，限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。

對此，本研究設(shè)計(jì)合成了以(001)晶面為主要生長和暴露晶面的六方相氧化鎢納米線，表現(xiàn)出更強(qiáng)的化學(xué)吸附能力和濕度敏感性，在對其進(jìn)行油墨化處理后采用絲網(wǎng)印刷的方法制備得到在寬濕度范圍（11-95%RH）內(nèi)具有高靈敏度、較快響應(yīng)時(shí)間（1.5s）、低遲滯和良好循環(huán)穩(wěn)定性的電阻式柔性濕度傳感器，并展示了該傳感器在人體呼吸頻率監(jiān)測、非接觸式傳感，以及藥品包裝開啟監(jiān)測等領(lǐng)域的多功能應(yīng)用潛力。得益于絲網(wǎng)印刷的技術(shù)優(yōu)勢，還可以輕松的通過改變濕度敏感層和叉指電極層的參數(shù)調(diào)控濕度傳感器的性能，以滿足特定應(yīng)用的不同要求。

圖1 h-WO3制備

圖2 (a)傳感器對不同呼吸頻率和(b)呼吸方式的響應(yīng)；(c)傳感器對指尖與傳感器之間不同距離的響應(yīng)；(d)無觸點(diǎn)開關(guān)應(yīng)用演示；(e)藥品包裝開啟狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用演示；(f)打印傳感器陣列照片和3D測繪測試結(jié)果。

審核編輯：劉清