湿度传感器在人们日常生活以及食品生产、医疗保健、农业、汽车、电子、纺织制造、航空航天等领域，都发挥着重要作用。为了提升湿度传感器的灵敏度、低湿度检测能力以及与物联网（IoT）组件的集成度，研究人员正积极探索聚合物、金属有机框架（MOF）、二维（2D）材料和纳米材料等前沿材料，致力于开发更加小型化和柔性化的湿度传感器，使其更好地用于可穿戴设备和自供电电子设备等人机界面（HMI）应用。
据麦姆斯咨询报道，近期，韩国济州大学（JeJu National University）和巴基斯坦国立科技大学（National University of Science and Technology）等机构的研究团队开发出一种基于碳纸的湿度传感器，该传感器利用碳纸的多孔纤维结构、亲水/疏水官能团以及生物相容性等固有特性，对相对湿度（%RH）变化展现出高灵敏度、稳定且可重复的响应，有望成为多功能人机界面应用的理想选择。相关研究成果以“A Sustainable and Flexible Carbon Paper-Based Multifunctional Human–Machine Interface (HMI) Sensor”为题发表在Polymers期刊上。
图1 本研究的图文摘要
在这项研究工作中，研究人员运用一种经济高效的方法，成功制备出用于多功能人机界面的高性能湿度传感器。利用碳纸作为基底和传感材料，使用银（Ag）导电墨水笔，通过简单的手绘方式在碳纸上绘制出高导电性的叉指电极（IDE）。值得注意的是，图案化银叉指电极的过程耗时不到2分钟，制备方法简单、快捷。此外，整个制备过程未使用任何化学或有害物质，确保了湿度传感器的生物相容性和用户友好性。
图2 基于碳纸的湿度传感器制备示意图
这种基于简单手绘方法制备的湿度传感器，展现出诸多性能优势，包括快速响应/恢复时间（12s/24 s）、宽感应范围（30% ~ 85%）、低滞后（1.1%）、高稳定性（长达1个月）以及良好的可重复性。这种高性能的湿度响应主要归因于碳纸的高多孔性、亲水性以及渗透性。
图3 基于碳纸的湿度传感器电气特性
图4 基于碳纸的湿度传感器机械稳定性
研究人员在实际场景中对该湿度传感器进行了性能测试。实验结果表明，该传感器柔韧性极佳（在不同半径下可完成100次弯曲循环），能够灵活集成在各类可穿戴设备中，可用于呼吸监测（经口腔和鼻腔）、接近感应（感应范围1 ~ 10 cm）以及摩斯电码（Morse code）生成演示。这项研究采用的经济高效、快捷且简易的制备技术，为湿度传感技术以及电子设备的可持续发展迈出了重要一步。
图5 基于碳纸的湿度传感器的多功能应用
综上所述，这项研究工作成功开发出一种基于碳纸的湿度传感器，该传感器性能优异，是多功能人机界面应用的理想选择。该湿度传感器制备方法简便，仅需导电银墨水笔，配合定制的掩模，通过手绘方式即可完成，无需复杂设备。该湿度传感器可广泛应用于环境监测、医疗健康和智能技术等领域，这项研究为开发下一代高性能湿度传感器提供了一种低成本、高效且实用的解决方案。
论文信息：
https://doi.org/10.3390/polym17010098
延伸阅读：《盛思锐气体传感器SGP40产品分析》
《盛思锐气体传感器SGP30产品分析》
《可穿戴传感器技术及市场-2025版》《传感器技术及市场-2024版》《印刷和柔性传感器技术及市场-2024版》《电子皮肤贴片技术及市场-2022版》
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据麦姆斯咨询报道，近期，韩国济州大学（JeJu National University）和巴基斯坦国立科技大学（National University of Science and Technology）等机构的研究团队开发出一种基于碳纸的湿度传感器，该传感器利用碳纸的多孔纤维结构、亲水/疏水官能团以及生物相容性等固有特性，对相对湿度（%RH）变化展现出高灵敏度、稳定且可重复的响应，有望成为多功能人机界面应用的理想选择。相关研究成果以“A Sustainable and Flexible Carbon Paper-Based Multifunctional Human–Machine Interface (HMI) Sensor”为题发表在Polymers期刊上。
图1 本研究的图文摘要
在这项研究工作中，研究人员运用一种经济高效的方法，成功制备出用于多功能人机界面的高性能湿度传感器。利用碳纸作为基底和传感材料，使用银（Ag）导电墨水笔，通过简单的手绘方式在碳纸上绘制出高导电性的叉指电极（IDE）。值得注意的是，图案化银叉指电极的过程耗时不到2分钟，制备方法简单、快捷。此外，整个制备过程未使用任何化学或有害物质，确保了湿度传感器的生物相容性和用户友好性。
图2 基于碳纸的湿度传感器制备示意图
这种基于简单手绘方法制备的湿度传感器，展现出诸多性能优势，包括快速响应/恢复时间（12s/24 s）、宽感应范围（30% ~ 85%）、低滞后（1.1%）、高稳定性（长达1个月）以及良好的可重复性。这种高性能的湿度响应主要归因于碳纸的高多孔性、亲水性以及渗透性。
图3 基于碳纸的湿度传感器电气特性
图4 基于碳纸的湿度传感器机械稳定性
研究人员在实际场景中对该湿度传感器进行了性能测试。实验结果表明，该传感器柔韧性极佳（在不同半径下可完成100次弯曲循环），能够灵活集成在各类可穿戴设备中，可用于呼吸监测（经口腔和鼻腔）、接近感应（感应范围1 ~ 10 cm）以及摩斯电码（Morse code）生成演示。这项研究采用的经济高效、快捷且简易的制备技术，为湿度传感技术以及电子设备的可持续发展迈出了重要一步。
图5 基于碳纸的湿度传感器的多功能应用
综上所述，这项研究工作成功开发出一种基于碳纸的湿度传感器，该传感器性能优异，是多功能人机界面应用的理想选择。该湿度传感器制备方法简便，仅需导电银墨水笔，配合定制的掩模，通过手绘方式即可完成，无需复杂设备。该湿度传感器可广泛应用于环境监测、医疗健康和智能技术等领域，这项研究为开发下一代高性能湿度传感器提供了一种低成本、高效且实用的解决方案。
论文信息：
https://doi.org/10.3390/polym17010098
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《盛思锐气体传感器SGP30产品分析》
《可穿戴传感器技术及市场-2025版》《传感器技术及市场-2024版》《印刷和柔性传感器技术及市场-2024版》《电子皮肤贴片技术及市场-2022版》
