富空位氮掺杂多孔碳

宽域高灵敏低滞后

首次将空位调控的氮位点用于湿度传感，通过缺陷工程增强水分子吸附与活化，在宽湿度范围内兼具高灵敏度与低滞后。

Yongsheng, Huang · Haolong, Wu · Zixuan, Liang · 詹云凤 · Bowen, Liu · Qingqing, Hu · Jinchong, Tao · Guanting, Chen · Shuangshuang, Yuan · 吴子璇 · 唐秀凤 · 罗坚义

Chemical Engineering Journal 2025

参数信息

湿度检测范围

0.3–98 % RH

响应极限

100 %

滞后

1.5 %

线性度

0.996

分辨率

0.5 %

技术优势

空位激活氮位点

DFT模拟表明，空位缺陷显著改变相邻氮位点和碳平面的电子结构，从而促进水分子的吸附与活化。

多孔网络充分暴露位点

多孔碳网络结构增强了Va-N位点的暴露，改善了电子传输，并促进了水分子的迁移。

宽检测范围低滞后

传感器在0.3–98% RH范围内具有高灵敏度（相对电阻变化67.7–92.8%）和低滞后（1.5%），可直接用于多种湿度场景。

应用场景

• 湿度传感器：取代传统湿度敏感材料，提升宽量程下的灵敏度和长期稳定性。
• 呼吸监测：通过检测呼吸引起的湿度变化，实现非侵入式呼吸频率和深度监测。
• 电子皮肤：作为柔性湿度敏感层，赋予电子皮肤对皮肤表面湿度的感知能力。
• 非接触控制：利用物体接近时引起的局部湿度变化，实现无接触的开关或手势识别。