[發(fā)明專利]基于石墨烯氧化物的氣流傳感器及其制備方法與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610915279.5
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107966586B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 李立強;徐澤洋;吳昆杰;張素娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G01P5/08
• 分類號: G01P5/08
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種基于石墨烯氧化物的氣流傳感器及其制備方法與應用。所述的氣流傳感器包括：還原氧化石墨烯薄膜；以及，設置在所述還原氧化石墨烯薄膜上的若干電極，且各電極彼此間隔設置。所述制備方法包括：提供氧化石墨烯薄膜；在所述氧化石墨烯薄膜上設置彼此間隔的若干電極；以及，將所述氧化石墨烯薄膜還原為還原度較低的還原氧化石墨烯薄膜，從而制得所述氣流傳感器。本發(fā)明提供的基于石墨烯氧化物的氣流傳感器具有結構簡單、高靈敏度、微型化等特點，能檢測流速在mm/s級別的微弱氣流，且還具有加工方便，成本低廉等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明特別涉及一種基于石墨烯氧化物的氣流傳感器及其制備方法與應用，屬于傳感器技術領域。

背景技術

氣流傳感器是一種能夠將氣體流速或流量轉換成電信號的一種轉換器，普遍存在于機器人操控系統(tǒng)，生物醫(yī)藥工程，環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)生產(chǎn)等領域。氣流傳感器除了在這些傳統(tǒng)領域外，也能在智能皮膚和可穿戴智能電子設備等新興領域上作為關鍵器件用于目標識別和環(huán)境監(jiān)測。近幾年納米技術飛快發(fā)展，尤其在納米機器人上更需要集成納米微米級別的傳感器件。石墨烯和石墨烯氧化物是一種最薄原子層材料，具有強的機械強度，高的比表面積等優(yōu)點，在理論上是一種制備傳感器的理想材料。使用石墨烯等納米材料能有效降低器件尺寸，納米微米機械系統(tǒng)需要微型化的傳感器，微型化氣流傳感器在醫(yī)療設備和納米生物分析等納米微米機械系統(tǒng)中具有廣泛應用。而傳統(tǒng)的氣流傳感器如熱絲傳感器，仿生頭發(fā)傳感器等器件制備工藝繁瑣，設備昂貴，器件結構復雜，這些因素都阻礙了氣流傳感器的大規(guī)模生產(chǎn)和應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于石墨烯氧化物的氣流傳感器及其制備方法與應用，從而克服現(xiàn)有技術的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種基于石墨烯氧化物的氣流傳感器的制備方法，包括：

提供氧化石墨烯薄膜；

在所述氧化石墨烯薄膜上設置彼此間隔的兩個以上電極；

以及，對所述氧化石墨烯薄膜進行還原處理，使其中的氧化石墨烯被部分還原，形成還原氧化石墨烯薄膜，從而制得所述氣流傳感器。

在一些較佳實施方案中，所述的制備方法包括：采用自組裝法或溶液法，并通過物理吸附和/或共價鍵結合的方式在基底上制備形成所述氧化石墨烯薄膜。

進一步的，所述氧化石墨烯薄膜的厚度優(yōu)選為1nm～40nm。

在一些較佳實施方案中，所述的制備方法包括：對所述氧化石墨烯薄膜進行還原處理，直至所述氧化石墨烯薄膜的導電率為0.05～10S/cm，從而制得所述氣流傳感器。

進一步的，所述還原氧化石墨烯的片層之間存在納米級間隙。

本發(fā)明實施例還提供了一種基于石墨烯氧化物的氣流傳感器，其包括：還原氧化石墨烯薄膜；以及，設置在所述還原氧化石墨烯薄膜上的兩個以上電極，且該兩個以上電極彼此間隔設置。

進一步的，所述還原氧化石墨烯薄膜的厚度為1nm～40nm。

進一步的，所述還原氧化石墨烯薄膜的導電率為0.05～10S/cm。

進一步的，所述還原氧化石墨烯的片層之間存在納米級間隙。

本發(fā)明實施例還提供了所述基于石墨烯氧化物的氣流傳感器的用途。

例如，本發(fā)明實施例還提供了一種氣體測試系統(tǒng)，其包括：

所述的基于石墨烯氧化物的氣流傳感器；

以及，與所述氣流傳感器連接的半導體特性分析系統(tǒng)。

例如，本發(fā)明實施例還提供了一種氣體測試方法，其包括：