研究目的
利用喷墨打印技术，结合接枝有吸湿性聚合物的金纳米粒子，开发一种高响应性湿度传感器，以实现精确、快速的湿度检测，尤其适用于呼吸监测等应用场景。
研究成果
喷墨打印的PEG/GNP湿度传感器具有高灵敏度、快速响应、无迟滞效应和极小的温度依赖性，适用于呼吸监测等应用场景。该方法证明了印刷技术在传感器制造中的可行性，并可扩展应用于其他电化学设备。
研究不足
该传感器在极低湿度条件下因电导率低而性能受限；温度依赖性需进行补偿；喷墨打印可能导致较厚膜层出现不均匀或开裂；流通腔室将动态测试的湿度范围限制在最高35%RH。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过合成聚乙二醇单甲醚马来酸酯/马来酸酐功能化的金纳米粒子（GNPs），将其作为喷墨打印墨水用于叉指电极上均匀薄膜的制备。该设计利用PEG的吸湿特性实现湿度传感，同时借助GNPs的导电性进行电阻测量。
2：样本选择与数据来源：
合成并功能化GNPs后，将墨水打印在带有碳浆电极的柔性PET基底上。湿度测试在环境试验箱和流通系统中进行。
3：实验设备与材料清单：
材料包括三氯化金(III)、柠檬酸三钠二水合物、11-巯基十一烷酸、乙醇、EDTA、柠檬酸、PEGMUA、去离子水、RC滤膜。设备包含喷墨打印系统（JetLab 4）、机器人点胶系统（DT-200F）、透射电镜（JEOL JEM-1011）、扫描电镜（Nova NanoSEM 230）、紫外可见分光光度计（Jasco V-670）、动态光散射仪（Nano ZS）、环境试验箱（HRM-80FA）、电表（DM2630）、电化学工作站（CHI 6271E）、吉时利源表2601A、吉时利万用表2002。
4：4）、机器人点胶系统（DT-200F）、透射电镜（JEOL JEM-1011）、扫描电镜（Nova NanoSEM 230）、紫外可见分光光度计（Jasco V-670）、动态光散射仪（Nano ZS）、环境试验箱（HRM-80FA）、电表（DM2630）、电化学工作站（CHI 6271E）、吉时利源表2601A、吉时利万用表2002。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：合成GNPs并进行PEGMUA/MUA功能化，制备墨水，打印至电极表面，通过TEM/紫外可见光谱/DLS/SEM进行表征，在不同温湿度条件下测量电阻值，测试响应/恢复时间，并应用于呼吸监测。
5：数据分析方法：
将电阻数据拟合至指数模型（公式1和2）提取参数，对响应时间和重复性进行统计分析。
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Inkjet Printing System
JetLab 4
MicroFab Technologies Inc.
Used to deposit GNP ink onto substrates to form thin films for humidity sensing.
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Transmission Electron Microscope
JEM-1011
JEOL
Used for imaging and size analysis of gold nanoparticles.
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Spectrophotometer
V-670
Jasco
Used for UV-vis absorbance measurements of GNP solutions.
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Dynamic Light Scattering Instrument
Nano ZS
Malvern Instruments
Used to measure particle sizes in aqueous suspension.
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Electrochemical Workstation
CHI 6271E
CHI
Used for repeatability tests of sensor responses.
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Sourcemeter
2601A
Keithley
Used to supply constant DC voltage and measure current changes.
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Multimeter
2002
Keithley
Used to measure current changes in sensor tests.
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Robotic Dispensing System
DT-200F
Dispenser Tech Co., Ltd.
Used to print interdigitated carbon electrodes on PET substrates.
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Scanning Electron Microscope
Nova NanoSEM 230
FEI (assumed, as Nova series is common for FEI)
Used to observe morphologies of printed thin films.
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Environmental Chamber
HRM-80FA
Terchy Tech. Ltd.
Used for humidity and temperature control during sensor testing.
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Electric Meter
DM2630
HOLA
Used to measure resistance of printed sensors.
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Programmable Calibration System
CGM 2000
Umwelttechnik MCZ
Used to control humidified nitrogen flow for response time measurements.
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