Een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. LI Jia en Prof. XU Xuefeng van de Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen, samen met Prof. YANG Dexing van de Northwestern Polytechnical University, ontwikkelde een zeer responsieve, volledig vezelige vochtigheidssensor met een ultrasnelle responstijd van maar liefst 7 ms.

Vochtigheid, de concentratie van waterdamp in de lucht, is een belangrijke referentiewaarde in vele aspecten van leven en productie.

Glasvezel biedt een belangrijke fotonische strategie voor een krachtig detectie-effect. Afgezien van de inherente voordelen van glasvezel, zoals compact formaat, lichtgewicht, immuniteit voor elektromagnetische interferentie, goedkoop, en hoge betrouwbaarheid, de op vezels gebaseerde optische sensoren belooft een hoge gevoeligheid, snel antwoord, en in-line bepaling ook.

De onderzoekers integreerden zwarte fosfor (BP) nanosheets met geëtste single-mode fiber (ESMF), die anders was dan traditionele op transistors gebaseerde BP-vochtigheidssensoren.

De single-mode vezel werd direct gecoat met BP nanosheets. Het licht ging door de vezelkern en leverde een verdwijnende golf op die doordrong in de BP-coating, wat leidt tot een sterke interactie tussen licht en materie voor vochtdetectie en het realiseren van een zeer responsieve vochtigheidssensor.

"Dit apparaat profiteert van de gevoeligheid en snelle respons van zowel glasvezel als zwarte fosfor op veranderingen in de omgeving, " zei prof. LI. "We hopen dat ons werk een volledig optisch detectieplatform kan bieden voor hoogwaardige vochtigheidsdetectie, en nieuwe kansen bieden voor potentiële damp-/gasdetectietoepassingen op het gebied van biomedische, chemische en milieuwetenschappen."

De studie is gepubliceerd in physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters .