[发明专利]一种生物无毒、可降解的高灵敏温度传感芯片及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种生物无毒、可降解的高灵敏温度传感芯片及其制备方法与应用。本发明提供的温度传感芯片，它包括芯片本体；所述芯片本体内填充有导电液体；所述芯片本体的材质为可降解高分子材料；所述导电液体的溶剂为水和醇中的任一种，溶质为糖类、高分子聚合物、无机盐、酸或无机碱。与传统的温度传感芯片相比，本发明温度传感芯片具有生物无毒、可降解的能力，对环境无污染，对人体无害，同时减小了芯片的体积和成本，结构简单，操作方便，响应灵敏度高，方便携带，价格低廉，可以批量化生产。

技术领域

本发明涉及一种生物无毒、可降解的高灵敏度温度传感芯片及其制备方法与应用，属于温度传感器领域。

背景技术

随着我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长，温度传感器作为一种判断物体冷热程度的传感器，占整个传感器总需求量的40％以上。现有的温度传感器主要是以液态水银为传感基元的玻璃传感器、以铜为传感基元的热电偶式温度传感器以及以半导体为传感基元的热敏式温度传感器。这些的传感器由于测温范围、精度以及灵敏度不同而适用于各个领域，如水银传感器以其较高的精度以及测量的便利性适用于人体温度测量，但其测试温度范围太窄；热电偶式温度传感器以其较宽的测温范围、结实、无需供电等优势而广泛应用于大气环境温度测量，但测量精确度低；热敏式传感器以其高的灵敏度用于各种工业温度监控，其自然误差大且温度与电阻的线性关系差。与此同时，这些传感器均存在生物毒性、材料的环境相容性差以及难降解等一系列问题。这些问题不利于我国建设环境友好型社会，并严重制约了社会的可持续发展，因此传感材料的毒性以及可降解性是温度传感器急需解决的一个重要技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物无毒、可降解的高灵敏度温度传感芯片及其制备方法与应用，该方法利用生物高分子材料可降解，对环境无污染，对人体无毒等特点，将生物可降解高分子材料作为温度传感芯片的外壳，包裹无毒可降解的传感液体，上述原料来源广泛，成本低廉，响应速度快。

本发明提供的温度传感芯片，它包括芯片本体；所述芯片本体内填充有导电液体；所述芯片本体的材质为可降解高分子材料；所述导电液体的溶剂为水和醇中的任一种，溶质为糖类、高分子聚合物、无机盐、酸或无机碱。

上述的温度传感芯片中，所述可降解高分子材料可为能成薄膜的可降解高分子材料，具体可为合成型可降解高分子材料，如聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙二醇和聚己内酯等中的任一种。

上述的温度传感芯片中，所述醇为多元醇，单元醇等为液体的醇，其化学式可为CH₃(CH₂)_nOH、HO(CH₂)_nOH、HO(CH₂OH)_nOH或HO(CH₂)_n(CH₂OH)_nCH₃；其中，n为0～12之间的任意自然数；所述醇具体可为乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、丁四醇、1，2-丙二醇、1，2-丁二醇和2，3-戊二醇中的任一种。

上述的温度传感芯片中，所述的糖类可以为淀粉、壳聚糖、葡萄糖、麦芽糖等常见糖类。

上述的温度传感芯片中，所述的高分子聚合物可以为能在所述溶剂中电离出离子的高分子聚合物，如聚丙烯酸、聚丁烯酸、聚乳酸等。所述高分子聚合物的分子量为300～100000，如4000。

上述的温度传感芯片中，所述无机盐、酸或无机碱的化学式可为X_nY_m，其中，X为H、Li、Na、Ka、Mg、Ca、Fe、Cu、Al或NH₄；Y为F、Cl、Br、I、SO₄、NO₃、CH₃COO、OH；n和m均为1～4之间的任意自然数。所述溶质具体可为氯化钠、醋酸、氟化钠、氯化钙、氯化镁、硫酸镁、硝酸铝、醋酸铵、氢氧化钠等化合物。