[發明專利]一種基于納米凝膠的光子晶體比色濕度傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201811076505.0
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109283176A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 馬威;寇東輝;張淑芬
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N21/81
• 分類號: G01N21/81;G01N21/01;C08F220/56;C08F222/38;C08F220/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

1.一種基于納米凝膠的光子晶體比色濕度傳感器，其特征在于，所述傳感器由基質和固化在所述基質上的布拉格反射膜組成，

所述布拉格反射膜是由納米凝膠和與納米凝膠具有折射率差的物質在基質上交替排列而成；

所述納米凝膠是由親水性聚合單體和交聯劑聚合而成或親水性高分子制備而成；其中，所述親水性聚合單體為丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥乙酯、乙二醇丙烯酸酯；所述交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述親水性高分子為殼聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、陽離子淀粉、羧甲基纖維素；

所述與納米凝膠具有折射率差的物質為親水性無機物或疏水性高分子；其中，所述親水性無機物為氧化硅、氧化鋅、氧化鈦；所述疏水性高分子為聚甲基丙烯酸甲酯、乙酰基淀粉、聚苯乙烯、乙酰基殼聚糖。

2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述基質為玻璃片、石英片或硅片。

3.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，通過調節納米凝膠和與納米凝膠具有折射率差的物質的折射率差和布拉格反射膜厚度調節傳感器的初始禁帶位置和反射率，通過調節納米凝膠對環境濕度的響應敏感程度調節傳感器的比色效果。

4.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述納米凝膠的尺寸在300nm以下。

5.權利要求1所述基于納米凝膠的光子晶體比色濕度傳感器的制備方法，其特征在于，工藝步驟如下：

①制備納米凝膠分散液；

②制備親水無機物或疏水聚合物分散液或溶液；

③將所述步驟①所得的納米凝膠分散液采用勻膠法或吸附法在基質上進行組裝，加熱干燥，控制厚度；然后在上述組裝材料上面進一步組裝，所用材料為步驟②所得的親水無機物或疏水聚合物分散液或溶液，加熱干燥，控制厚度；上述步驟重復0～50次，所述制備方法中加熱干燥條件為80～300℃加熱10～180分鐘，控制每層厚度為30～200nm。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟①制備的納米凝膠分散液為質量分數0.3％～40％的溶液，所述步驟②制備的親水無機物或疏水聚合物分散液或溶液為質量分數0.3％～40％的溶液。