[实用新型]一种柔性可拉伸气体传感器

说明书

本实用新型为一种柔性可拉伸气体传感器，该传感器包括柔性基底、传感区、电极；其特征在于：在柔性基底上表面设置叉指电极，叉指电极的两个支腿涂覆导电涂层；在叉指电极的叉指区域滴涂气体敏感材料。该传感器用于可穿戴NO2气体检测中。

技术领域

本实用新型属于气体传感器技术领域，具体涉及一种柔性可拉伸气体传感器。

背景技术

二氧化氮(NO₂)是指高温下棕红色有毒气体。二氧化氮被人体吸入后，对肺组织具有强烈的刺激性和腐蚀性，甚至出现肺水肿，会对人体健康产生很大的危害。如果有有一种可以随身携带检测NO₂的传感器，将会很大程度上减少这种情况的发生。现在检测二氧化氮的气体传感器种类繁多，检测灵敏度也存在很大差异。随着气体传感器的不断发展，可穿戴电子技术的引起了学术界和工业界的广泛关注。由于可穿戴电子设备能够顺应和跟随皮肤的变形，它们能够捕获各种基本的机械、热、化学、电和生物信号，显示了未来医疗监测应用的巨大潜力。本实用新型提供一种可穿戴的柔性可拉伸气体传感器。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种柔性可拉伸气体传感器。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种柔性可拉伸气体传感器，该传感器包括柔性基底、传感区、电极；在柔性基底上表面设置叉指电极，叉指电极的两个支腿涂覆导电涂层；在叉指电极的叉指区域(中心)滴涂气体敏感材料，气体敏感材料用于导通叉指电极同时形成传感区。叉指电极的整体尺寸为长1.5厘米，宽1.0厘米。

叉指电极为有序介孔碳制成，采用F127树脂杂化薄膜通过激光瞬态加热在其上制备出有序介孔碳图案。

优选地，叉指电极的两个支腿涂覆导电涂层，为电极区域，在电极区域涂敷银薄膜，介孔碳表面的薄金属层可以明显降低电极的电阻，降低了传感器无用功功耗。这样也可以让传感器减少因自身产生热量引起温度变化的影响。涂敷的银薄膜也可以起到保护介孔碳电极的作用。将高灵敏度的纳米材料(如MoS₂、CuO-ZnO纳米材料)滴涂在传感器的有序介孔碳线型传感区域。在单个传感器中加入纳米材料可以提高传感器的灵敏度，缩短响应时间。将纳米材料滴涂在阵列的传感器中，可以检测出混合气体中气体的种类，并计算出相应的体积分数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型得到的传感器的传感区的面积相对较大，提高了响应灵敏度。其柔性基底可以为传感器提供20％拉伸应变下的机械稳定性，满足穿戴时需要的拉伸强度。在传感区域滴涂气体敏感纳米材料，阵列后也可以在多种气体混合物中识别气体种类并检测出气体浓度，为以后的多种气体检测提供了可行的实例。与工业上的同类产品相比，该传感器具有体积小、制造简单、检测灵敏度高和柔性可穿戴等特点。

2)本实用新型将有序介孔碳用于可穿戴NO2气体传感器中，同时使用叉指电极形式，是的导电过程可控，传感器精度可调，气体敏感材料滴加位置为叉指电极导通位置，使电极更加可控，更有助于减小传感器体积，同时该方法简单可以大批量生产，满足社会的需求。

3)有序介孔碳作为电极材料，具有孔隙排列规则、均匀且易于调控的特点。

附图说明

图1是本实用新型柔性气体传感器一种实施例在硅片上通过F127树脂杂化薄膜加工加工获得的有序介孔碳电极图案的示意图。

图2是本实用新型柔性气体传感器一种实施例的结构示意图。

图3(a)是传感器在传感区滴涂MoS₂高灵敏度纳米材料后在室温条件下测试NO₂的反应灵敏图；