[發(fā)明專利]一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710316423.8
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107238448B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彤;張曉陽;陳逾璋
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G01K11/16
• 分類號: G01K11/16;G01J5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述傳感器基于局域表面等離激元增強機制，由柔性透明薄膜(1)，柔性聚合物分子刷材料層(2)，金屬納米顆粒(3)，透明液體(4)，柔性透明襯底(5)，貼片(6)組成，其位置關(guān)系如下：上下兩層柔性透明襯底(5)之間的表面分別有一層柔性聚合物分子刷材料層(2)，柔性聚合物分子刷材料層(2)的外端連接金屬納米顆粒(3)，相向排列的兩層金屬納米顆粒(3)、柔性聚合物分子刷材料層(2)組成一單元結(jié)構(gòu)，該單元結(jié)構(gòu)可重復多層，柔性透明薄膜(1)位于柔性聚合物分子刷材料層(2)，金屬納米顆粒(3)，透明液體(4)，柔性透明襯底(5)所形成的結(jié)構(gòu)周圍，透明液體(4)填充于柔性聚合物分子刷材料層(2)與柔性透明薄膜(1)間，貼片(6)位于底層的柔性透明薄膜(1)下方并緊貼柔性透明薄膜(1)；所述柔性聚合物分子刷材料層(2)，由高熱光系數(shù)、在生理溫度范圍內(nèi)具有溶脹轉(zhuǎn)變特性的熱敏聚合物形成。

2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述柔性透明薄膜(1)的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚二甲基硅氧烷PDMS、SU-8光刻膠，其厚度范圍為10至1000微米。

3.如權(quán)利要求1所述的一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述熱敏聚合物為聚丙烯酸PAA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚N-異丙基丙烯酰胺NIPAAm、聚甲基丙烯酸MAA、聚4-二苯甲酮甲基丙烯酸酯BPMA。

4.如權(quán)利要求1所述的一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述金屬納米顆粒(3)為金、銀、鉑、鈀金屬材料；所述金屬納米顆粒形貌為具有窄帶增效特性的納米結(jié)構(gòu)，高局域等離激元共振響應靈敏度范圍為150至400納米/折射率單位；所述金屬納米顆粒(3)為單層，呈單分散狀態(tài)，顆粒尺寸范圍為20至200納米，顆粒間距范圍為100至300納米。

5.如權(quán)利要求4所述的一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述具有窄帶增效特性的納米結(jié)構(gòu)為三角板、十面體、納米棒、納米環(huán)、納米星、納米樹枝、納米旗。

6.如權(quán)利要求1所述的一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述透明液體(4)為去離子水、乙醇、異丙醇、乙二醇，填充在聚合物分子間并充滿柔性透明薄膜形成的空間內(nèi)，用于補償聚合物分子刷材料因狀態(tài)改變造成的空間體積變化。

7.如權(quán)利要求1所述的一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述柔性透明襯底(5)的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚二甲基硅氧烷PDMS或SU-8光刻膠，其厚度范圍為10至100毫米。

8.如權(quán)利要求1所述的一種金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器，其特征在于：所述貼片(6)為可供重復黏貼于被測物體表面、柔性、易貼易撕、白色、不透明的凝膠貼片。

9.一種如權(quán)利要求1所述的金屬等離激元貼片式溫度和紅外線傳感器的制備方法，其特征在于：首先分別在上下兩個柔性透明襯底(5)上旋涂一層柔性聚合物分子刷材料(2)，然后分別在柔性聚合物分子刷材料(2)上自組裝一層金屬納米顆粒(3)，接著將兩個柔性透明襯底(5)間隔一定距離相對放置，在兩個柔性透明襯底(5)所形成的空間周圍包裹柔性透明薄膜材料，再灌裝透明液體(4)并密封，最后在柔性透明薄膜(1)底部旋涂凝膠材料形成貼片(6)。