[發明專利]一種濕度敏感器件的制備方法有效

申請號：	201711043470.6	申請日：	2017-10-31
公開（公告）號：	CN107817271B	公開（公告）日：	2020-06-30
發明（設計）人：	邱云峰;王凱萱;馬卓;張園媛;孫浩浩;紀心陽;胡平安	申請（專利權）人：	哈爾濱工業大學
主分類號：	G01N27/00	分類號：	G01N27/00
代理公司：	北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340	代理人：	陳新勝
地址：	150001 黑龍***	國省代碼：	黑龍江;23
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種濕度敏感器件制備方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

本發明提供了一種濕度敏感器件的制備方法，屬于傳感功能器件的制備領域。本發明一種濕度敏感器件的制備方法，步驟如下：步驟一：取30微升Hummer法制備的濃度為3?5mg/mL的氧化石墨烯滴加到金屬電極的溝道之間；步驟二：將金屬電極在室溫下自然晾干；步驟三：在高濕度下，通過對晾干的金屬電極施加電壓不對稱還原金屬電極溝道之間的氧化石墨烯，獲得氧化石墨烯含氧官能團濃度梯度分布的器件。本發明是一種高靈敏度且不依賴外界電壓即可自行工作的非接觸式人機交互濕度敏感功能器件制備方法，主要用于濕度信號的檢測。

技術領域

本發明涉及一種濕度敏感器件的制備方法，屬于傳感功能器件的制備領域。

背景技術

氧化石墨烯(GO)，其表面和邊緣含有豐富的含氧官能團，如羥基、羧基和環氧基團等，在電學、能源相關設備和智能系統領域都具有潛在應用。氧化石墨烯對水分具有高度的敏感性，其含氧官能團可以在高濕度下發生水合質子化，表面環氧基團可以形成水合質子的傳輸網絡，體現優異的質子電導率。

中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所張珽等人在氣液界面組裝的氧化石墨烯薄膜可以感受濕度源在器件陣列表面的三維分布情況，但是器件必須在一定外加操作電壓下工作，器件靈敏度約為35％，較低的靈敏度原因是背景電流較高。最近研究發現通過改變氧化石墨烯含氧官能團濃度的梯度分布，可以構建不需要外加電壓即可工作的濕度刺激響應系統。

北京理工大學曲良體等人研究發現以氧化石墨烯為材料制備的濕氣納米發電機可以在不加偏壓即可感應外界濕度變化，輸出電學信號。根據外界濕度大小變化，輸出電學信號強弱隨之改變。但是已報道的氧化石墨烯基濕度發電研究利用的是三明治型器件結構，水合質子在跨過石墨烯堆疊片層時會遇到很大的阻礙作用，限制器件的發電功率和濕度響應性能。

美國Ajayan,P.M.課題組研究表明氧化石墨烯質子電導率具有各向異性，面內電導率比跨越面方式的電導率要大250倍左右。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，進而提供一種濕度敏感器件的制備方法，是一種高靈敏度且不依賴外界電壓即可自行工作的非接觸式人機交互濕度敏感功能器件制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種濕度敏感器件的制備方法，所述制備方法步驟如下：

步驟一：取30微升Hummer法制備的濃度為3-5mg/mL的氧化石墨烯滴加到金屬電極的溝道之間；

步驟二：將金屬電極在室溫下自然晾干；

步驟三：在高濕度下，通過對晾干的金屬電極施加電壓不對稱還原金屬電極溝道之間的氧化石墨烯，獲得氧化石墨烯含氧官能團濃度梯度分布的器件。

本發明一種濕度敏感器件的制備方法，所述金屬電極的微米寬度范圍在100～400μm之間。

本發明一種濕度敏感器件的制備方法，所述器件在0伏特電壓下，在2毫米距離內響應手指表面的濕度。

本發明一種濕度敏感器件的制備方法，所述器件通過感受濕度源在器件陣列表面的水平和豎直方向上的電壓與電流變化值進行濕度信號的檢測。

本發明一種濕度敏感器件的制備方法，所述器件為平面結構。