[發明專利]一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器及其制備方法有效
| 申請號： | 201910012315.0 | 申請日： | 2019-01-07 |
| 公開（公告）號： | CN109613075B | 公開（公告）日： | 2020-01-14 |
| 發明（設計）人： | 張曉升;文丹良;劉欣;鄧海濤;孫德恒 | 申請（專利權）人： | 電子科技大學 |
| 主分類號： | G01N27/22 | 分類號： | G01N27/22 |
| 代理公司： | 51220 成都行之專利代理事務所(普通合伙) | 代理人： | 唐邦英 |
| 地址： | 610000 四川省成*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 濕度傳感器 液態水分子 蠶絲蛋白 濕敏材料 水分子 叉指電極 柔性基底 制備 薄膜 選擇性吸附 獨特特性 檢測 | ||
1.一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，包括柔性基底(1)、叉指電極(2)和濕敏材料(4)，所述叉指電極(2)位于柔性基底(1)和濕敏材料(4)之間，其特征在于，所述濕敏材料(4)為蠶絲蛋白薄膜，所述蠶絲蛋白薄膜的制備方法如下：將蠶絲蛋白溶液直接旋涂在設置有叉指電極(2)的柔性基底(1)上烘干即可。
2.根據權利要求1所述的一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，其特征在于，所述柔性濕度傳感器能夠區分所處環境中的液態水分子和氣態水分子。
3.根據權利要求1所述的一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，其特征在于，所述柔性基底(1)為聚二甲基硅氧烷聚合物基底。
4.根據權利要求3所述的一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷聚合物基底通過倒模的方式在與叉指電極(2)配合的一面制造出規則條紋。
5.根據權利要求1所述的一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，其特征在于，所述叉指電極(2)為石墨叉指電極，所述叉指電極(2)預留有電極的引出區域(3)，所述的引出區域(3)的面積為5*5mm2。
6.根據權利要求5所述的一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，其特征在于，所述石墨叉指電極采用絲網印刷技術制備。
7.根據權利要求1所述的一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，其特征在于，所述叉指電極(2)包括N個叉指重疊單元，N為大于等于1的正整數，所述的每個叉指重疊單元有效重疊長度為14.4-14.8mm。
8.根據權利要求1所述的一種基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器，其特征在于，所述蠶絲蛋白薄膜完全覆蓋叉指電極(2)。
9.一種基于權利要求1-8任一項所述基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)、制備柔性基底(1)：采用聚二甲基硅氧烷聚合物，通過3D打印模具倒模得到柔性基底(1)；
2)、制備叉指電極(2)：通過絲網印刷技術將主要成分為石墨的油墨印刷在網孔正下方的柔性基底(1)上；
3)、制備蠶絲蛋白薄膜：將蠶絲蛋白溶液旋涂在印刷了石墨叉指電極的聚二甲基硅氧烷聚合物基底上，烘干。
10.根據權利要求9所述基于蠶絲蛋白的柔性濕度傳感器的制備方法，其特征在于，所述蠶絲蛋白溶液的制備方法包括以下步驟：
a)、蠶絲蛋白提取：蠶繭殼剪碎后放入沸騰的碳酸鈉溶液中45-60分鐘，然后取出蠶絲蛋白用去離子水清洗并干燥；
b)、蠶絲蛋白溶解：在干燥的蠶絲蛋白中加入質量體積比為20％的溴化鋰溶液，并放入烘箱中4小時得到蠶絲蛋白-溴化鋰溶液；
c)、蠶絲蛋白透析：將蠶絲蛋白-溴化鋰溶液倒入透析袋中，然后將裝有蠶絲蛋白-溴化鋰溶液的透析袋放入去離子水中透析48小時；
d)、蠶絲蛋白過濾：透析之后的蠶絲蛋白溶液用5μm孔徑的微孔過濾器過濾兩次獲得蠶絲蛋白溶液。
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