相对湿度(RH)的测量在诸多领域,如人类健康、农业生产、工业加工、储存运输、精密实验等具有重要的实用价值,得到了科研人员的广泛关注及深入研究。对于相对湿度的准确、快速的检测也成为相关研究的重要方面之一。本工作利用碳纳米线圈(CNC)电学稳定性好,吸水性强等优点结合亲水性物质壳聚糖/聚乙烯醇形成复合结构实现高湿度传感器制备。全文介绍了碳纳米材料的发展历史、分类、应用以及碳纳米材料湿度传感器国内外研究现状,同时也对碳纳米线圈的合成方法、物理特性、结构特性以及碳纳米线圈制备而成的多种传感器结构及特点进行了深入的总结分析。结合壳聚糖、聚乙烯醇等湿敏材料的特点,制备了基于碳纳米线圈表面覆盖壳聚糖/聚乙烯醇的湿度传感器并对测试结果进行了分析和讨论。具体研究成果如下:1、分析了碳纳米线圈水吸附以及复合膜吸水等理论,利用碳纳米线圈、壳聚糖和聚乙烯醇在相对湿度(RH)变化时,与水分子之间发生质子跳变影响电导率进行实验测量。2、制备了以PDMS材料为基底,覆盖金电极及湿敏材料的传感器基础结构。通过调整碳纳米线圈分散液配置,并结合采用电泳方式结合,实现了CNC材料的可控涂覆,成功制备了基于碳纳米线圈的湿度传感单元。3、搭建了湿度传感器测试平台,测量不同湿度条件下归一化电阻的变化情况。在相对湿度为45%-85%的条件下,研究了相应的传感特性。实验发现,壳聚糖浓度为2.5g/L的传感器最高响应值为13.3%,壳聚糖浓度为7.5g/L的传感器最高响应值为19.3%。实验还选取了四种湿度,分别为55%、60%、70%、80%,多次重复试验,归一化电阻变化很小,此外实验湿度升降循环测试结果也表明传感器具有重复性好、稳定性高、响应时间短等优点。响应时间,重复性、稳定性良好。4、此外,实验还研究了基于碳纳米线圈表面覆盖聚乙烯醇的湿度传感器在相对湿度为45%-85%条件下的相应传感特性,实验发现该传感器滞后现象较小,重复性良好。但是,无论是从归一化曲线还是响应和恢复情况曲线来看,基于碳纳米线圈表面覆盖聚乙烯醇的湿度传感器性能相比于壳聚糖的湿度传感器而言,还有待提升。因此,本传感结构具有一定的优势,可以用于对湿度滞后效应要求高的一系列生活生产中。