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  人類的生存和社會活動與水蒸氣密切相關(guān)，濕度探測與控制應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如電子封裝運輸、半導(dǎo)體器件、食品工業(yè)、化學(xué)工程、航空航天等。為了滿足不同的需求，多種類型的濕度探測傳感器得以開發(fā)，如微波、毫米波、太赫茲傳感器和半導(dǎo)體器件等，具有響應(yīng)速度快、可讀性好、集成化和智能化等優(yōu)勢。如果濕度傳感器適用于不同的環(huán)境，且同時實現(xiàn)濕度梯度分布的動態(tài)測量，將會給智能集成系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)帶來巨大的革新。最近，一些柔性電子器件的開發(fā)實現(xiàn)了不同程度的彎折或拉伸。盡管這些電子器件具有優(yōu)異的性能，但相應(yīng)的外部驅(qū)動設(shè)備和電路卻較為復(fù)雜和龐大，且加工制備這些器件的工藝過程較為復(fù)雜，由此成為制約電子器件大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸問題。

  將水汽敏感的熒光分子與聚合物網(wǎng)絡(luò)組裝得到感應(yīng)材料，被認為是實現(xiàn)濕度可視化檢測的有效方法。熒光感應(yīng)無需外接微電子設(shè)備，通過外界水汽對熒光材料誘發(fā)的微環(huán)境極性變化，利用UV光激發(fā)即得到不同的“肉眼”可見顏色，從而實現(xiàn)對外界環(huán)境濕度的感應(yīng)。香港科技大學(xué)的唐本忠院士團隊采用聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）特性的熒光分子轉(zhuǎn)子作為功能單元，通過超分子物理作用誘導(dǎo)其與聚丙烯酸高分子網(wǎng)絡(luò)組裝進行結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，并采用共軛的施主-受主熒光分子，基于扭曲的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（TICT）發(fā)光機制，利用其在不同極性微環(huán)境下發(fā)射譜帶的變化，獲得具有濕度響應(yīng)的“可視化”智能探針。AIE濕度傳感材料在不同濕度條件下具有明顯的發(fā)射波長變化，最大發(fā)射波長與濕度呈線性關(guān)系，實現(xiàn)濕度的實時、準確、定量、可視化檢測。

多領(lǐng)域應(yīng)用：“可視化”AIE濕度傳感

  作者利用AIE熒光傳感材料優(yōu)異的加工性能，克服了傳統(tǒng)電子器件的不足，將熒光傳感材料應(yīng)用于電子器件封裝和管道內(nèi)部檢測中，實現(xiàn)了水汽的動態(tài)梯度分布“可視化”測量。他們進一步采用電紡技術(shù)將AIE傳感材料加工得到低維納米纖維膜，增加材料的活性比表面積，提高智能材料的敏感度。隨后，作為應(yīng)用實例，作者又利用該納米纖維膜來感應(yīng)人體濕度微環(huán)境的變化，實現(xiàn)了人體活動跟蹤監(jiān)測，包括指紋和汗孔成像應(yīng)用，為人工智能集成化新器件提供了可能。可以預(yù)見，該類AIE濕度傳感材料在電子工業(yè)、化學(xué)工程、環(huán)境科學(xué)、國家安全、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

  該工作作為內(nèi)封底文章發(fā)表在Advanced Materials 上。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201703900/abstract