聲表面波高性能濕敏E+E傳感器
濕度在工業(yè)控制、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域都必須得到嚴(yán)格地監(jiān)控。濕度檢測(cè)在倉儲(chǔ)、糧食及食品防霉、溫室種植、環(huán)境監(jiān)測(cè)、儀表電器、交通運(yùn)輸、氣象、軍事等方面都起著越來越重要的作用，甚至處于*的地位。但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度卻是zui難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。因而對(duì)具有高靈敏度、快速響應(yīng)速度等高性能的新型濕敏E+E傳感器的研究具有重要意義。

聲表面波高性能濕敏E+E傳感器
對(duì)聲表面波E+E傳感器擾動(dòng)理論模型及其質(zhì)量負(fù)載效應(yīng)、聲電耦合效應(yīng)等響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了深入剖析，從根本上為聲表面波E+E傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、濕敏材料選擇提供理論依據(jù)和參考。使用精密光刻工藝制備高頻聲表面波單端諧振器作為濕敏E+E傳感器的基本換能元件。濕敏材料的選擇及制備是決定聲表面波濕敏E+E傳感器性能的重要因素。只有濕敏材料的特性與聲表面波換能元件的多重響應(yīng)機(jī)理相匹配，才能使E+E傳感器達(dá)到*性能。包括水分子吸附效率、吸濕后電導(dǎo)率變化、粘彈性在內(nèi)的多項(xiàng)材料特性都必須進(jìn)行綜合考慮與設(shè)計(jì)。新型納米材料、復(fù)合材料是目前濕敏材料的主要發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。深入討論了聲表面波濕敏E+E傳感器中濕敏材料的選擇與設(shè)計(jì)思路，給出Nafion/MWCNTs復(fù)合材料、氧化石墨烯等幾種新型納米功能材料的合成及制備方法。濕敏材料的成膜方法是關(guān)系到濕敏E+E傳感器zui終性能的又一關(guān)鍵技術(shù)。高頻聲表面波元件可成膜面積小，并且對(duì)表面敏感膜的厚度、均勻性都有很高要求。納米纖維薄膜由于具有更大的比表面積，可以極大地改善E+E傳感器的靈敏度及動(dòng)態(tài)性能。靜電紡絲技術(shù)是一種新興的納米纖維薄膜制備方法，其制備的納米纖維薄膜具有比表面積大、孔隙率高、纖維徑細(xì)、質(zhì)輕、形貌均勻等突出優(yōu)點(diǎn)，并且較之其他微納成膜方法，該方法更為簡(jiǎn)便易行。將靜電紡絲成膜技術(shù)引入到聲表面波濕敏E+E傳感器制備過程中，制備具有微納結(jié)構(gòu)特性的Nafion/MWCNTs復(fù)合納米纖維感濕薄膜。聲表面波E+E傳感器工作在射頻頻段，很容易受到環(huán)境或自身所產(chǎn)生的電磁輻射的干擾，因而對(duì)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)有更嚴(yán)格的要求，這也是聲表面波E+E傳感器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一。設(shè)計(jì)了高性能的聲表面波高頻振蕩電路及整套的檢測(cè)系統(tǒng)，具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾性能。通過射頻無線喚醒技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線半無源聲表面濕敏E+E傳感器標(biāo)簽設(shè)計(jì)。提出新型的叉指電極串聯(lián)式聲表面波E+E傳感器結(jié)構(gòu)，為高頻聲表面波E+E傳感器的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的思路。實(shí)驗(yàn)主要對(duì)靈敏度、穩(wěn)定性、重復(fù)性、響應(yīng)時(shí)間、溫度系數(shù)等幾個(gè)濕敏E+E傳感器的重要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的幾種濕敏材料在聲表面波濕敏E+E傳感器的應(yīng)用中均取得了理想的效果，其性能較之前的研究及目前的商品化元件都有較大地提升。同時(shí)，也驗(yàn)證了靜電紡絲成膜技術(shù)對(duì)E+E傳感器性能的影響，證實(shí)了其在提升E+E傳感器靈敏度及動(dòng)態(tài)性能上的有效性。串聯(lián)結(jié)構(gòu)的新型聲表面波E+E傳感器在濕度檢測(cè)中的有效性也得到檢驗(yàn)，確認(rèn)了這一新方法的可行性。低濕度（10%RH）及露點(diǎn)檢測(cè)一直是濕度檢測(cè)的難點(diǎn)，常規(guī)的電阻或電容型E+E傳感器都難以對(duì)10%RH或更小的濕度進(jìn)行精確檢測(cè)。開發(fā)低成本、小體積、使用靈活的低濕或露點(diǎn)E+E傳感器具有重要的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。將設(shè)計(jì)的E+E傳感器用于低濕和露點(diǎn)的檢測(cè)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其在低濕及露點(diǎn)檢測(cè)中也具有良好的應(yīng)用前景。

聲表面波高性能濕敏E+E傳感器
聲表面波器件由于其對(duì)表面擾動(dòng)的特殊敏感性，被廣泛應(yīng)用于E+E傳感器領(lǐng)域。其靈敏度高、穩(wěn)定性好、體積小、成本低、易于集成的優(yōu)點(diǎn)使之得到越來越多的關(guān)注和研究。聲表面波E+E傳感器對(duì)表面擾動(dòng)的響應(yīng)是多種因素、多種機(jī)理共同作用的結(jié)果，這也是聲表面波E+E傳感器能夠具有*靈敏度的根本原因。