【摘 要】
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包装内部的湿度环境对贮存和运输过程中的果蔬产品有重要的影响。当湿度超过一定数值,细菌、微生物加速繁殖,促使内装物快速腐烂;当湿度过低时,果蔬水分流失、品质下降。由于包装的整个流通过程中湿度情况复杂,有必要对包装内部湿度进行实时的监测,以便于及时采取措施,对湿度进行调控。本课题制备了一种可用于监测果蔬包装内部湿度的柔性智能包装,取得的研究结果如下:(1)电阻型柔性湿度传感器的制备,主要包括基材、电极
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包装内部的湿度环境对贮存和运输过程中的果蔬产品有重要的影响。当湿度超过一定数值,细菌、微生物加速繁殖,促使内装物快速腐烂;当湿度过低时,果蔬水分流失、品质下降。由于包装的整个流通过程中湿度情况复杂,有必要对包装内部湿度进行实时的监测,以便于及时采取措施,对湿度进行调控。本课题制备了一种可用于监测果蔬包装内部湿度的柔性智能包装,取得的研究结果如下:(1)电阻型柔性湿度传感器的制备,主要包括基材、电极、敏感层三层结构。通过PVA和PET薄膜的性能对比,优选PET作为传感器的基材。制作不同线宽的梳状叉指型银电极作为金属电极。制备不同配比的羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)与氧化石墨烯(GO)、二硫化钨(WS2)混合物作为敏感层。然后,以丝网印刷、涂布等方式制备了一种具有三层结构的电阻型柔性湿度传感器。(2)构建了097.6%RH的不同湿度模拟测试环境,并用LCR仪表进行了传感器的阻抗性能测试。不同比例MWCNTs-COOH/WS2敏感层材料的传感器测试结果表明:随着相对湿度的递增,电阻显明显的递增趋势。MWCNTs-COOH比例为80%的传感器线性度和灵敏度最好。不同比例MWCNTs-COOH/GO敏感层材料、不同碳纳米管尺寸、不同比例叉指电极线宽的传感器测试结果表明:电极线宽100μm、MWCNTs-COOH占比20%的传感器线性度最好;电极线宽50μm、MWCNTs-COOH占比20%的传感器灵敏度相对最高。不同组中碳纳米管尺寸较高的传感器线性程度、灵敏度和导电性都相对较高。(3)在不同湿度下,对的柔性湿度传感器进行了响应特性研究,结果表明从低湿到高湿环境,测试时间从15s增加到85s。从低湿-高湿-低湿的湿度变化条件下,对柔性湿度传感器的湿滞特性进行了研究,结果表明存在一定的吸湿滞后现象。在不同组中,MWCNTs-COOH含量较小的滞后程度相对较小。在不同湿度下,对柔性湿度传感器进行了重复性和稳定性研究,结果表明重复性和稳定性较好。综上,柔性湿度传感器具有随湿度递增的电阻信号响应。MWCNTs-COOH占比20%的MWCNTs-COOH/GO的传感器具有相对较好的线性度和灵敏度。MWCNTs-COOH/WS2的传感器响应较为迅速、吸湿滞后性相对较小。
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