[发明专利]一种摩擦电纳米传感器

权利要求书

1.一种摩擦电纳米传感器，其特征在于包括：

第一导电元件，

第一导电元件下表面接触放置的第一摩擦层，

第二导电元件，

第二导电元件上表面直接生长或化学键连的纳米结构物，为第二摩擦层，

以及，空间保持件；

其中，所述纳米结构物为纳米线、纳米片、纳米棒、纳米管和/或纳米锥构成的纳米阵，所述空间保持件用于使所述第一摩擦层下表面与所述第二摩擦层上表面面对面并保持一定间距；

所述第一摩擦层与所述第二摩擦层能够在外力的作用下至少部分接触、并在外力撤销时通过所述空间保持件的作用而恢复原有间距，同时通过所述第一导电元件和所述第二导电元件向外输出电信号；

并且，所述电信号能够在所述第二摩擦层与待探测目标物质结合后发生改变。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于所述纳米结构物与待探测目标物质结合后二者之间能够形成电子转移。

3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于所述电信号的变化量与待探测目标物质的种类和/或浓度有关。

4.如权利要求1-3任一项所述的传感器，其特征在于所述纳米结构物能够与待探测目标物质发生高选择性的相互作用。

5.如权利要求1所述的传感器，其特征在于所述纳米结构物为金属氧化物。

6.如权利要求5所述的传感器，其特征在于所述纳米结构物选自二氧化钛、三氧化二铁、四氧化三铁和二氧化锆。

7.如权利要求5所述的传感器，其特征在于所述待探测物质含有邻位二羟基。

8.如权利要求7所述的传感器，其特征在于所述待探测物质选自邻苯二酚、表儿茶素、表没食子儿茶素、3,4-二羟基苯乙酸、茜素、抗坏血酸或多巴胺。

9.如权利要求1-3任一项所述的传感器，其特征在于所述第一摩擦层下表面和第二摩擦层的材料之间存在摩擦电极序差异。

10.如权利要求9所述的传感器，其特征在于所述第一摩擦层的下表面材料为绝缘材料或金属材料。

11.如权利要求10所述的传感器，其特征在于所述绝缘材料选自苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、纤维素、纤维素醋酸酯、再生纤维素海绵、棉及其织物、聚氨酯弹性体、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、木头、硬橡胶、醋酸酯、人造纤维、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚乙烯醇缩丁醛、丁二烯-丙烯腈共聚物、氯丁橡胶、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚(2,6-二甲基聚亚苯基氧化物)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯和派瑞林；所述金属材料选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或上述金属形成的合金薄膜。

12.根据权利要求11所述的传感器，其特征在于，所述人造纤包含聚酰胺尼龙66和/或聚酰胺尼龙11。

13.根据权利要求11所述的传感器，其特征在于，所述聚氨酯弹性体包含聚氨酯弹性海绵。

14.根据权利要求11所述的传感器，其特征在于，所述聚酯选自以下一者或多者：聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚双酚A碳酸酯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、聚乙二醇丁二酸酯、聚乙二醇己二酸酯。

15.如权利要求1-3任一项所述的传感器，其特征在于所述第一摩擦层下表面分布有微米或次微米量级的微结构。

16.如权利要求15所述的传感器，其特征在于所述微结构选自纳米线、纳米棒、纳米管、纳米锥、纳米颗粒、纳米沟槽、微米线、微米棒、微米管、微米锥、微米颗粒、微米沟槽。

17.如权利要求1-3任一项所述的传感器，其特征在于所述第一摩擦层下表面有纳米材料的点缀或涂层。

18.如权利要求17所述的传感器，其特征在于所述纳米材料的点缀或涂层选自纳米颗粒、纳米管、纳米线和纳米棒。

19.如权利要求1-3任一项所述的传感器，其特征在于所述第一摩擦层为在第一导电元件下表面直接生长或化学键连的纳米阵列。