[發(fā)明專利]一種摩擦電納米傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310105087.4
• 申請(qǐng)日: 2013-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN104076084B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林宗宏;王中林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京納米能源與系統(tǒng)研究所
• 主分類號(hào): G01N27/60
• 分類號(hào): G01N27/60;B82Y15/00;H02N1/04
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 肖冰濱,陳瀟瀟

1.一種摩擦電納米傳感器，其特征在于包括：

第一導(dǎo)電元件，

第一導(dǎo)電元件下表面接觸放置的第一摩擦層，

第二導(dǎo)電元件，

第二導(dǎo)電元件上表面直接生長(zhǎng)或化學(xué)鍵連的納米結(jié)構(gòu)物，為第二摩擦層，

以及，空間保持件；

其中，所述納米結(jié)構(gòu)物為納米線、納米片、納米棒、納米管和/或納米錐構(gòu)成的納米陣，所述空間保持件用于使所述第一摩擦層下表面與所述第二摩擦層上表面面對(duì)面并保持一定間距；

所述第一摩擦層與所述第二摩擦層能夠在外力的作用下至少部分接觸、并在外力撤銷時(shí)通過所述空間保持件的作用而恢復(fù)原有間距，同時(shí)通過所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件向外輸出電信號(hào)；

并且，所述電信號(hào)能夠在所述第二摩擦層與待探測(cè)目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合后發(fā)生改變。

2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于所述納米結(jié)構(gòu)物與待探測(cè)目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合后二者之間能夠形成電子轉(zhuǎn)移。

3.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于所述電信號(hào)的變化量與待探測(cè)目標(biāo)物質(zhì)的種類和/或濃度有關(guān)。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于所述納米結(jié)構(gòu)物能夠與待探測(cè)目標(biāo)物質(zhì)發(fā)生高選擇性的相互作用。

5.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于所述納米結(jié)構(gòu)物為金屬氧化物。

6.如權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于所述納米結(jié)構(gòu)物選自二氧化鈦、三氧化二鐵、四氧化三鐵和二氧化鋯。

7.如權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于所述待探測(cè)物質(zhì)含有鄰位二羥基。

8.如權(quán)利要求7所述的傳感器，其特征在于所述待探測(cè)物質(zhì)選自鄰苯二酚、表兒茶素、表沒食子兒茶素、3,4-二羥基苯乙酸、茜素、抗壞血酸或多巴胺。

9.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于所述第一摩擦層下表面和第二摩擦層的材料之間存在摩擦電極序差異。

10.如權(quán)利要求9所述的傳感器，其特征在于所述第一摩擦層的下表面材料為絕緣材料或金屬材料。

11.如權(quán)利要求10所述的傳感器，其特征在于所述絕緣材料選自苯胺甲醛樹脂、聚甲醛、乙基纖維素、羊毛及其織物、蠶絲及其織物、紙、纖維素、纖維素醋酸酯、再生纖維素海綿、棉及其織物、聚氨酯彈性體、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、木頭、硬橡膠、醋酸酯、人造纖維、聚乙烯醇、聚酯、聚異丁烯、聚乙烯醇縮丁醛、丁二烯-丙烯腈共聚物、氯丁橡膠、天然橡膠、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚(2,6-二甲基聚亞苯基氧化物)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、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；所述金屬材料選自金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、鉻或上述金屬形成的合金薄膜。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述人造纖包含聚酰胺尼龍66和/或聚酰胺尼龍11。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述聚氨酯彈性體包含聚氨酯彈性海綿。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述聚酯選自以下一者或多者：聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚雙酚A碳酸酯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯、聚乙二醇丁二酸酯、聚乙二醇己二酸酯。

15.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于所述第一摩擦層下表面分布有微米或次微米量級(jí)的微結(jié)構(gòu)。

16.如權(quán)利要求15所述的傳感器，其特征在于所述微結(jié)構(gòu)選自納米線、納米棒、納米管、納米錐、納米顆粒、納米溝槽、微米線、微米棒、微米管、微米錐、微米顆粒、微米溝槽。

17.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于所述第一摩擦層下表面有納米材料的點(diǎn)綴或涂層。

18.如權(quán)利要求17所述的傳感器，其特征在于所述納米材料的點(diǎn)綴或涂層選自納米顆粒、納米管、納米線和納米棒。

19.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于所述第一摩擦層為在第一導(dǎo)電元件下表面直接生長(zhǎng)或化學(xué)鍵連的納米陣列。