[發明專利]石墨烯薄膜濕度傳感器

無效

• 申請號: 201210390076.0
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103149246A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 張冬至;夏伯鍇;童俊;王凱;張吉祥
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種石墨烯薄膜濕度傳感器，其特征在于設有柔性聚合物襯底、梳狀叉指電極、石墨烯基濕敏薄膜、電阻拾取電路板、電極插針、透氣外殼，引線孔；采用靜電誘導自組裝與溶劑蒸發誘導自組裝技術相結合的方法，在柔性聚合物襯底和梳狀叉指電極表面構筑石墨烯基薄膜作為濕敏傳感元件，與薄膜電阻拾取電路板匹配于一體構成濕度傳感器，通過檢測薄膜電阻值變化實現相對濕度的檢測。

2.根據權利要求1所述的石墨烯薄膜濕度傳感器，其特征在于所述石墨烯基濕敏薄膜是由靜電誘導自組裝聚電解質先導層和溶劑蒸發誘導自組裝石墨烯薄膜構成的多層網絡狀薄膜；聚電解質單層膜的厚度在2-6nm，用于柔性聚合物襯底和梳狀叉指電極表面修飾，使得石墨烯薄膜層界面銜接牢固穩定，不易脫落。

3.根據權利要求1所述的石墨烯薄膜濕度傳感器，其特征在于所述柔性聚合物襯底采用以聚酰亞胺為基材的柔性聚合物，其上光刻和蒸發制備有梳狀叉指電極圖案。

4.根據權利要求1所述的石墨烯薄膜濕度傳感器，其特征在于所述濕敏傳感元件電極與薄膜電阻拾取電路采用插針型方式電學連接于一體。

5.根據權利要求1所述的石墨烯薄膜濕度傳感器，其特征在于所述濕敏傳感元件與信號拾取電路板通過螺桿與螺母固定裝配，并封裝于透氣孔塑料殼體內。

6.根據權利要求1所述的石墨烯薄膜濕度傳感器，其特征在于所述電阻拾取電路信號線通過塑料殼體引線孔引出，可與計算機或微處理器相連，實現數據采集、存儲、顯示與報警等檢測功能。

7.根據權利要求1所述的石墨烯薄膜濕度傳感器，其特征在于所述石墨烯基濕敏薄膜制備包括以下步驟：

(1)采用稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液浸泡清洗制備有梳狀叉指電極的柔性聚合物襯底；

(2)配置聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液和聚4-苯乙烯磺酸溶液濃度分別為15mg/L和3mg/L，石墨烯分散液濃度為0.5mg/ml；

(3)在聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液中浸泡上述襯底10-15分鐘，取出，去離子水清洗2-3分鐘，吹干；

(4)在聚4-苯乙烯磺酸溶液中浸泡上述襯底10-15分鐘，取出，去離子水清洗2-3分鐘，吹干；

(5)重復步驟(3)和(4)一次；

(6)在聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液中浸泡上述襯底10-15分鐘，取出，去離子水清洗2-3分鐘，吹干；

(7)采用精密移液器吸取0.5-1ml石墨烯分散液均勻滴涂在上述襯底表面，放入真空干燥箱50℃處理5-8小時，得到覆蓋有聚電解質-石墨烯層狀薄膜的電阻型濕敏元件。