[發明專利]一種基于QCM及磁性微納米纖維的磁場探測器及制備方法

有效

• 申請號: 201610058510.3
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105699917B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 龍云澤;于桂鳳;閆旭;張紅娣;賀曉曉;李金濤;賈憲生;秦崇崇
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

1.一種基于QCM及磁性微納米纖維的磁場探測器，其特征在于，以磁紡微納米纖維薄膜或絞線作為石英晶體微天平QCM質量型傳感器的敏感材料，所述磁紡微納米纖維薄膜或絞線的纖維含有磁性納米顆粒；所述磁紡微納米纖維薄膜或絞線的纖維為磁性納米顆粒/高分子聚合物復合微納米纖維；所述的磁性納米顆粒是γ-Fe₂O₃、Fe₃O₄、鈷、鎳磁性納米顆?；蚝需F、鈷、鎳中一種或多種磁性元素的復合磁性納米顆粒；所述的高分子聚合物是聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚己內酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或多種。

2.如權利要求1所述的基于QCM及磁性微納米纖維的磁場探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)搭建磁紡裝置：所述磁紡裝置包括可以控制給料速率的給料裝置，紡絲噴頭，噴頭驅動機構和紡絲接收裝置，所述紡絲接收裝置包括水平設置的收集圓盤，所述收集圓盤的底部圓心處與直流無刷電機的輸出軸對接聯動，直流無刷電機電連接電源和控制電機轉速的電機控制器，所述收集圓盤上表面以圓盤中心軸線為對稱軸對稱設置豎直支柱，所述豎直支柱為4個，其中1個為永磁鐵，3個為金屬細針，所述紡絲噴頭水平設置，紡絲噴頭的噴射口指向紡絲接收裝置的永磁鐵，所述紡絲噴頭連接可帶動其在豎直方向上做往復運動的噴頭驅動機構，所述紡絲噴頭與供給紡絲液的給料裝置相連，磁紡裝置的給料裝置包括微量注射泵，連接微量注射泵的注射器針管，以及與注射器針管針頭相連的輸液管，所述輸液管與紡絲噴頭相連，磁紡裝置的噴頭驅動機構為直線電機及其控制器；

(2)配制紡絲前軀體溶液：配置含有磁性納米顆粒的紡絲前驅體溶液；

(3)利用磁紡裝置制備微納米纖維薄膜或絞線：將步驟(2)配制的紡絲前軀體溶液注入給料裝置中，開啟給料裝置，調整給料裝置的給料速率，紡絲噴頭噴射口處的紡絲前軀體溶液液滴在磁場力的作用下形成射流與永磁鐵搭連成橋，此時打開噴頭驅動機構開關和直流無刷電機的電機控制器開關，調節電機轉速，直流無刷電機帶動收集圓盤旋轉，在磁場力作用下鐵磁流體射流不斷被拉出，在拉伸細化過程中伴隨著溶劑揮發，在收集圓盤的豎直支柱間纏繞形成微納米纖維，將所得微納米纖維纏繞成絞線；

(4)QCM磁場探測器組裝：用無水乙醇、丙酮將石英晶體微天平的電極表面清洗干凈，待其干燥后將液體介質滴于石英晶體微天平的電極上，并將步驟(3)制得的微納米纖維薄膜或絞線直接敷貼在其上面，待其干燥后即得QCM磁場探測器，所述液體介質為去離子水和乙醇中的一種或多種。

3.如權利要求2所述的基于QCM及磁性微納米纖維的磁場探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)配制紡絲前軀體溶液：加入表面活性劑將磁性納米顆粒分散到溶劑中配制成磁流體溶液，高分子聚合物溶于溶劑中配制成聚合物溶液，將磁流體溶液與聚合物溶液混合制成紡絲前軀體溶液。

4.如權利要求3所述的基于QCM及磁性微納米纖維的磁場探測器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、吐溫80、油酸、烷基季銨鹽中的一種；步驟(2)所述的高分子聚合物是聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚己內酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或多種；步驟(2)所述的溶劑是氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮和水中的一種或多種；步驟(2)所述的磁性納米顆粒是γ-Fe₂O₃、Fe₃O₄、鈷、鎳磁性納米顆?；蚝需F、鈷、鎳中一種或多種磁性元素的復合磁性納米顆粒。