Sensitive Feuchtesensoren auf der Basis von Nanokompositen

Inhalt:
Derzeit besteht ein großer Bedarf an präzisen, aber gleichzeitig kostengünstigen, integrierten Sensorsystemen und Sensoren, so zum Beispiel auch für die Überwachung der Luftfeuchtigkeit in Produktions- und Lagerhallen. Moderne Dünnschichtsensoren verwenden Polymere wie auch poröse Keramiken als sensitive Schichten, jedoch sind die aktiven Flächen mit wenigen Quadratmillimetern sehr klein, wodurch die Messwerte ungewollten Schwankungen unterworfen sein können. Durch die Verwendung von innovativen Nanokompositen können Feuchtesensoren u. A. auch großflächig selbst auf gekrümmten und unebenen Flächen mit vielfältigen Elektrodenstrukturen hergestellt werden. Im vorliegenden Beitrag präsentieren wir erste Ergebnisse zur Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung von nanokomposit-basierten Feuchtesensoren. Die neuartigen Sensoren arbeiten nach dem kapazitiven Prinzip, die feuchtesensitiven Dielektrika bestehen aus nanoporösen Silicapartikeln, die in Polymethylmethacrylat (PMMA) eingebettet sind. Bei den Sensoren konnte eine sehr hohe Sensitivität mit Kapazitätsänderungen um bis zu 100 % bei einer Erhöhung der relativen Feuchte von 20 auf 95 % festgestellt werden. Des Weiteren wurden Ansprechzeiten im Bereich von 15 Sekunden für einen Feuchtesprung von Umgebungsbedingung auf 95 % r. F. gemessen.