基于c‒MWCNTs/GO体系的湿敏型智能包装研究

作     者：侯存霞 石佳子 李乐 卢敬锐 刘晨 陈曦 付亚波 HOU Cun-xia;SHI Jia-zi;LI Le;LU Jing-rui;LIU Chen;CHEN Xi;FU Ya-bo

作者机构：北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室北京102600 

出 版 物：《包装工程》 (Packaging Engineering)

年 卷 期：2022年第43卷第13期

页      面：9-16页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：北京市教委面上研究项目(KM202010015005) 北京市高创人才计划(CIT&TCD201904050) 北印校级科研项目(Eb202104,Ec202202) 国家级大学生创新创业计划项目(20210045)。 

主　　题：智能包装 湿度传感器 羧基化多壁碳纳米管 氧化石墨烯 

摘      要：目的优选羧基化多壁碳纳米管(c-MWCNTs)与氧化石墨烯(GO)作为敏感材料制备湿度传感器,对其湿敏特性进行研究,探索一种能够快速精确监测包装内湿度变化的传感器。方法通过丝网印刷工艺印制传感器电极基底,在电极表面涂布c-MWCNTs/GO湿敏溶液,混合湿敏溶液中c-MWCNTs的质量分数分别为20%和67%,烘干后得到电阻型湿度传感器,测定其灵敏度、动态响应、响应恢复时间、吸湿滞后性、重复性等湿敏特性。结果选用长度为0.5~2μm的c-MWCNTs制备的湿度传感器灵敏度、线性度优于10~30μm的。质量分数分别为20%和67%的c-MWCNTs的湿敏溶液制备而得的传感器均对不同湿度敏感,而当c-MWCNTs质量分数为67%时灵敏度更高,线性度更好,在低湿(相对湿度为33%)时响应和恢复时间分别为7 s和3.9 s,高湿(相对湿度为85%)时分别为20 s和15 s,最大吸湿滞后值为17%。结论将c-MWCNTs与GO掺杂用于制备湿度传感器,可以检测的相对湿度范围为11%~98%,且c-MWCNTs质量分数为67%时传感器具有较高的灵敏度、良好的线性度、良好的重复性、快速的响应恢复能力和较小的吸湿滞后,在未来包装湿度监控应用方面具有广阔前景。