功能化氧化硅纳米片：针对相对湿度增强灵敏度的定制化设计

摘要： 采用完全氧化的二维（2D）硅纳米片（SiNSs）为二维硅基材料在纳米电子学领域的应用提供了新思路。致密堆叠且高孔隙率的氧化硅纳米片（OSiNSs）作为湿度检测的敏感层，其因氧化产生的多孔结构及二维表面亲水基团功能化潜力，使该复合材料对相对湿度（RH）展现出极佳灵敏度。本研究通过功能化精确调控了SiNSs的传感特性：当SiNS-MAA（甲基丙烯酸修饰的SiNSs）沉积于叉指电极后，在20-85%RH范围内电容值翻倍——该数值是在环境条件下SiNS-MAA完全氧化后获得的，其灵敏度远超现有聚合物湿度传感器。相反，疏水性叔丁基丙烯酸（tBMA）功能化则消除了响应特性。实验证明，SiNSs的特异性功能化为实现RH灵敏检测提供了可靠途径?；诠δ艿骺氐睦嗨撇呗钥捎糜谔嵘衅髡罅醒≡裥?，例如通过进一步修饰纳米材料表面官能团或连接对不同环境条件敏感的分子，这些功能分子还可用于后续（生物）分子固定化，从而形成针对基底和气体的敏感识别基团。但传感器技术面临的核心挑战在于开发高选择性方案——即能区分不同蒸汽种类的传感系统。本策略为解决现代纳米材料技术中的这一难题提供了具有前景的新途径。