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半导体技术2025年第10期:基于VO_2(B)纳米带的超快响应柔性呼吸传感器

来源:期刊VIP网 时间:


作者:龙开琳;刘风坤;黄子林;郭喜涛;

单位:贵阳职业技术学院;贵阳产业技术研究院有限公司;东华理工大学机械与电子工程学院;东南大学量子材料与信息器件教育部重点实验室;

摘要:柔性呼吸监测技术在慢性阻塞性肺疾病和阻塞性睡眠呼吸暂停等疾病的早期诊断中展现出重要的临床应用潜力。提出了一种基于B相二氧化钒纳米带(VO_2(B) NB)的高灵敏度、超快响应的柔性呼吸传感器。通过水热法合成的VO_2(B) NB能在室温下检测相对湿度(RH)在26%~93%范围内的变化。通过将VO_2(B) NB与顶层金叉指电极及底层柔性聚酰亚胺(PI)基底结合,制备了基于VO_2(B) NB的柔性呼吸传感器。该传感器在呼气和吸气过程中表现出显著的电阻变化,其响应时间为0.32 s,恢复时间为0.41 s。循环实验结果表明,该传感器在跟踪不同呼吸频率的人体呼吸时具有优异的一致性和可重复性,适用于长期监测。该VO_2(B) NB呼吸传感器具有优异的传感性能与超快的响应速度,在预防睡眠呼吸暂停综合征的呼吸监测方面具有可行性。

关键词:B相二氧化钒纳米带(VO_2(B) NB);;水热法;;相对湿度;;柔性呼吸传感器;;睡眠呼吸暂停

基金资助:国家自然科学基金(62364003);; 江苏省自然科学基金(20224BAB202035);; 贵阳市工业和信息化局创新能力平台建设项目[2018-01];; 贵州省教育厅自然科学研究资助项目(黔教技[2023]031号);; 东华理工大学研究生创新基金(DHYC-202468);; 东南大学量子材料与信息器件教育部重点实验室开放研究基金