近日，微电子所健康电子中心黄成军研究員和毛海央研究員团队在纳米森林柔性湿度传感器方向取得新进展。

現有濕度傳感器在低濕條件下存在靈敏度低的問題，難以滿足高精度檢測要求。團隊開發了一種基于碳量子點@納米森林複合結構的新型濕敏材料，利用納米森林的高孔隙率和超親水特點，及其與柔性基底可兼容制備和晶圓級制備特點，成功研發出一種新型的高性能柔性濕度傳感器和傳感器陣列。同基于PI濕敏材料或基于納米森林濕敏材料的柔性濕度傳感器相比，該新型傳感器顯著提升了濕度檢測靈敏度，尤其在低濕條件下，其靈敏度提高了4.3倍。團隊還探索了該新型柔性濕度傳感器和傳感器陣列在高精度環境濕度監測、皮膚濕度檢測、指尖接近探測、植物葉片蒸騰作用檢測等多種場景下的應用，展現了其廣闊的應用潛力，爲智能可穿戴設備和環境監測等技術領域的發展提供了一種新的技術方案。

基于该研究成果的論文“A highly sensitive flexible humidity sensor based on a wafer-level composite material of carbon-quantum-dots@nanofiber clusters”近期發表在國際著名期刊Sensors and Actuators B: Chemical上（DOI: 10.1016/j.snb.2024.135493），微电子所博士研究生赵越芳为该文章的第一作者，毛海央研究員为该文章的通讯作者。

该项研究得到了国家自然科学基金、广东省重点领域研发计划和中國科學院青促会项目支持。

近年來，課題組在相關項目的支持下圍繞納米森林傳感器開展了大量研究，相關成果先後發表在ACS Sensors (2020), Sensors and Actuators B: Chemical (2020), Advanced Functional Materials (2021), IEEE Electron Device Letters(2021/2022), Microsystems & Nanoengineering (2022), ACS Applied Materials & Interfaces（2023）等传感器领域知名的国际期刊上，硕士研究生刘凤宇针对纳米森林湿度传感器在无声语音检测方向的研究工作在IEEE MEMS 2024 国际学术会议上荣获优秀学生口头报告奖。

圖1：高性能柔性濕度傳感器在不同場景中的應用演示

图2：学生在IEEE MEMS 2024国际学术会议中获优秀口头报告奖