[发明专利]一种微流体柔性传感器

摘要

一种微流体柔性传感器，涉传感器。包括柔性基体、微流道、微流体和氧气传感器，可用于测量结构表面变形和法向压力或可用于微流控系统中测量液体流速。测量结构面内变形和表面法向压力，集成于结构表面，结构的变形引起微流体的形状改变，主流道内微流体进入分流道，分流道内空气被压缩，氧气浓度发生变化，氧气通过柔性多孔膜渗透进入集成于底部的氧气传感器实时测量分流道内部氧气浓度；微流控系统监测微流道中液体流速，流体流经主流道，流体的流速越大挤进分流道中的流体就越多，分流道中空气被压缩，氧气浓度越高，通过氧气传感器监测分流道内的氧气浓度，实时准确测出变量的大小。制作成本低，可监测变量多，灵敏度高。

主权项

1.一种微流体柔性传感器，其特征在于设有柔性基体、微流道、微流体和氧气传感器；所述柔性基体包括表层不透气柔性基体和透气基体；所述微流道包括主流道和分流道；所述微流体位于柔性基体的主流道内部，当传感器受压力作用时，主流道内微流体部分流向分流道或主流道内微流体流速增加时液体部分流向分流道；所述氧气传感器置于整个传感器底部或以镀层置于微流道内壁，用于检测分流道内氧气浓度；所述微流体柔性传感器用于微流控系统中测量微流体流速，微流体从在主流道中流动，当主流道中微流体的速度发生变化时，微流体部分挤向分流道中，分流道内部空气被微流体压缩，氧气浓度增加，通过氧气传感器测量分流道内部氧气浓度，标定氧气浓度与结构表面变形的大小关系，根据氧气传感器测量到的氧气浓度计算出微流体流速的大小；其中，柔性传感器的制备方法为：1)通过光刻技术在硅基板上制作微流道模具；2)将聚二甲基硅氧皖和固化剂按1:10均匀混合，而后分别倒入上述模具和裸硅片中，并置于80℃真空烘箱中保温2h；3)通过旋涂技术在带微流道的PDMS膜表层旋涂一层不透气的柔性膜，置于80℃真空烘箱中保温1h；4)将固化好的PDMS从模具中取出，把氧气传感器封装于裸硅片中固化的PDMS膜上；5)通过氧等离子体活化技术，将带有微流道和带有氧气传感器的两片PDMS活化并键合；6)用于测量结构面内变形和结构表面法向压力时，利用注射器将导电液体注入主流道中，并密封注入口；7)用于微流控系统中的，在主流道两端分别开一个小孔，作为微流体的进口和出口；当结构受力作用时，微流体的形状发生改变，引起主流道内部微流体部分流向分流道，分流道内部空气被微流体压缩，氧气浓度增加，通过氧气传感器测量分流道内部氧气浓度，标定氧气浓度与结构表面变形的大小关系，进而根据氧气传感器测量到的氧气浓度计算出结构所发生的变形。