[發(fā)明專利]一種基于AgVO3

有效

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• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107421995B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 林媛;廖非易;張尚杰;姚光
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種基于AgVO₃納米線的呼吸傳感器及其制備方法，屬于功能材料制備技術領域。該呼吸傳感器包括四層結構，自下而上依次為柔性基板、電極層、AgVO₃納米線功能層和封裝層，該傳感器選取彈性模量為1GPa～4GPa的有機材料作為柔性基板，在其上采用光刻工藝形成電極層，然后在電極層上涂覆AgVO₃納米線功能層，最后采用醫(yī)用敷料封裝，得到了柔性的呼吸傳感器。本發(fā)明呼吸傳感器采用多層的層疊結構，柔性基板具有可彎折性和抗拉伸性，保證了傳感器的性能穩(wěn)定；同時，與現(xiàn)有呼吸監(jiān)測器件相比，本發(fā)明呼吸傳感器能夠檢測到的呼吸強度變化范圍大，靈敏度高，具有良好的工藝可控性和重復性，有利于實現(xiàn)大規(guī)模批量化生產。

技術領域

本發(fā)明涉及功能材料制備技術領域，具體涉及一種基于AgVO₃納米線材料的制備方法，以及包括基于AgVO₃納米線呼吸傳感器的結構制作以及對人體呼吸作用的測試方法。

背景技術

釩酸銀材料是一類廣泛應用于光學、電學和催化等方面的功能材料，根據(jù)銀、釩、氧配比的不同，會形成不同的組成和結構，例如AgVO₃、Ag₃VO₄、Ag₂V₄O₁₁等。其中，AgVO₃作為釩酸銀系列化合物中較簡單的化合物，其制備過程簡單，且形成的相十分穩(wěn)定，具有廣泛的應用前景。

呼吸是人類賴以生存的基礎，同時人體呼吸的強弱和頻率等信息與人體各種生理信息密切相關，例如，與病人相比，正常人體的呼吸頻率和呼吸強度均低于病人。這就表明對呼吸頻率及強度進行檢測，能夠有助于及時檢測出人體健康變化狀況，對呼吸功能障礙等疾病起到預警作用。目前，常用的呼吸檢測方法有：對呼吸伸縮動作的應變進行測量；對呼吸氣體進出氣的壓力變化進行測量；以及對呼吸進出氣的溫度進行測量。AgVO₃作為一種性能優(yōu)良的材料，如果能應用于柔性的氣體傳感器上用于呼吸監(jiān)測將會對人體的健康監(jiān)測具有重大的意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種基于AgVO₃納米線的呼吸傳感器及其制備方法，該呼吸傳感器采用非侵入式的呼吸探測方式，長期監(jiān)測也不會造成人體異物感帶來的不舒適，并且對呼吸頻率、呼吸強度等都具有監(jiān)測作用。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種基于AgVO₃納米線的呼吸傳感器，包括四層結構，自下而上依次為柔性基板、電極層、功能層和封裝層，其中，所述功能層為AgVO₃納米線。

進一步地，所述柔性基板為彈性模量為1GPa～4GPa的有機材料，具體為聚酰亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等；所述柔性基板的厚度為20～50μm。

進一步地，所述電極層為叉指電極、平行電極等，電極之間的間距為50～200 μm；所述電極層的材料為金、鉑等導電材料，厚度為90～120nm。

進一步地，所述AgVO₃納米線功能層采用如下步驟制備得到：a.分別配制 0.02～0.03mol/L的偏釩酸銨(NH₄VO₃)溶液和0.02～0.03mol/L的硝酸銀(AgNO₃) 溶液；b.按照摩爾比V：Ag＝1:1的比例，將偏釩酸銨溶液和硝酸銀溶液混合，并在80～90℃的水浴加熱環(huán)境下攪拌均勻；c.將步驟b攪拌均勻后的溶液轉移到反應釜中，在180～190℃下反應12～24h，取出的樣品在60～80℃下烘干，即可得到AgVO₃納米線；d.將步驟c得到的AgVO₃納米線按照0.5g AgVO₃加入 10～15mL去離子水中的比例分散于去離子水中，形成AgVO₃納米線分散液，然后均勻涂覆于電極層上，在60～80℃下烘干，得到呼吸傳感器的功能層。