DOI:10.1016/j.microc.2020.104974
在本工作中，通過將TiC 納米粒子添加到聚乙烯醇基體中，隨后采用最具成本效益的靜電紡絲技術，制備了基于聚合物PVA/TiC納米纖維的高性能電容式濕度傳感器。然后，通過SEM、XRD和FTIR對所制備的納米纖維進行表征，從而揭示了兩種前驅體之間的牢固鍵合作用。測定了PVA/TiC納米纖維墊在100 Hz-100 kHz頻率范圍內的室溫濕敏性能。制備的濕度傳感器在線性電容特性方面顯示出良好的電容濕度響應，在100 Hz的頻率下，具有2.8/1.7 s的響應/恢復時間、1277355.0％的靈敏度、良好的重復性和出色的穩定性。此外，在加濕和除濕循環中，傳感器在100 Hz下表現出2.8％的小滯后。所制備的納米纖維基傳感器還顯示出對1％至90％相對濕度變化的高靈敏度。PVA/TiC納米纖維的這些優良特性使所制備的濕度傳感器能夠測定人體呼吸，并且可區分由鼻和口或運動前后產生的慢呼吸和快呼吸。
圖1.示意圖顯示了用于制備PVA/TiC納米纖維的靜電紡絲組件。
圖2.用于濕度感測的設置示意圖。
圖3.（a）微米級碳化鈦（b）碳化鈦納米顆粒的FTIR光譜。
圖4.（a）純PVA（b）PVA/2wt％TiC納米纖維的FTIR光譜。
圖5.（a）微米級TiC和（b）TiC納米顆粒的XRD衍射圖。
圖6.（a，b）純PVA和PVA/2wt％TiC納米纖維的XRD衍射圖。
圖7.（a）微米級碳化鈦、（b）TiC納米顆粒和（c）PVA/TiC納米纖維的SEM顯微照片。
圖8.（a，b）在不同的頻率下，PVA/TiC納米纖維的電容響應和?C/?Co％相對于不同相對濕度的關系。
圖9.（a）PVA/TiC納米纖維在100 Hz下的電容響應/恢復。（b）在100 Hz下，PVA/TiC納米纖維在1％RH和10％/60％/90％之間變化的電容響應/恢復循環。
圖10.PVA/TiC納米纖維的電容式吸附或解吸滯后曲線。
圖11.在100 Hz和不同的相對濕度水平下，PVA/TiC納米纖維的30天電容穩定性。
圖12.在相同的實驗過程中，在不同的相對濕度和100 Hz下制備的五個PVA/TiC納米纖維傳感器的實驗重復性。
圖13.（a）在靜止和運動10分鐘后針對人的呼吸以100 Hz進行的電容響應/恢復。（b）相對于100 Hz頻率下的電容響應/恢復變化，通過制備的PVA/TiC納米纖維監測人的口鼻呼吸。
