[發明專利]一種二維MXene基聲音探測器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201911281660.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111121951A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 溫博;丁惠君;張家宜;靳雨錕;梁維源;范濤健;康建龍;黃浩
• 申請（專利權）人: 深圳瀚光科技有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;A61F2/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種二維MXene基聲音探測器，其特征在于，包括基底層、MXene薄膜、電極及包覆層，所述基底層與包覆層合圍成用于容置MXene薄膜的密封容置腔；

所述電極包括一對，一對電極均與MXene薄膜接觸，且一對電極通過MXene薄膜電導通。

2.如權利要求1所述的二維MXene基聲音探測器，其特征在于，所述基底層為PDMS基底層，所述包覆層為PDMS包覆層；

所述電極與引線電連接，所述電極內置于密封容置腔，所述引線穿過密封容置腔。

3.如權利要求2所述的二維MXene基聲音探測器，其特征在于，還包括偏壓電源，所述偏壓電源兩端分別與一對電極電連接，且所述偏壓電源用于給MXene薄膜提供偏壓。

4.如權利要求3所述的二維MXene基聲音探測器，其特征在于，還包括深度學習網絡，所述一對電極與深度學習網絡信號連接，且所述深度學習網絡用于檢測所述MXene薄膜的電阻值變化。

5.如權利要求4所述的二維MXene基聲音探測器，其特征在于，所述深度學習網絡為SR-CNN網絡；

所述SR-CNN網絡包括7個卷積層及3個池化層。

6.如權利要求2所述的二維MXene基聲音探測器，其特征在于，還包括數字萬用表，所述數字萬用表分別與一對電極電連接，且所述數字萬用表用于檢測MXene薄膜的電阻值。

7.一種人工電子喉嚨，其特征在于，包括權利要求1-6任一項所述的二維MXene基聲音探測器及發聲裝置，所述二維MXene基聲音探測器用于探測初始聲波并生成電信號，所述發聲裝置用于將電信號轉換成終端聲波。

8.一種二維MXene基聲音探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供基底層，在所述基底層上設置MXene薄膜；

在所述MXene薄膜上設置一對電極，且一對電極通過MXene薄膜電導通；

設置包覆層，所述包覆層與基底層合圍成用于容置MXene薄膜的密封容置腔，制得二維MXene基聲音探測器。

9.如權利要求8所述的二維MXene基聲音探測器的制備方法，其特征在于，所述MXene薄膜的制備過程包括以下步驟：

取Ti₃AlC₂粉末置于氫氟酸中，在42～48℃的水浴環境下刻蝕30～72小時，離心、調節pH后，得到MXene溶液；

將MXene溶液經過水浴超聲后得到含有MXene薄片的溶液；

將含有MXene薄片的溶液真空抽濾，得到MXene薄膜。

10.如權利要求9所述的二維MXene基聲音探測器的制備方法，其特征在于，所述Ti₃AlC₂粉末為400～600目，所述氫氟酸的質量分數為35％～50％，所述Ti₃AlC₂粉末與氫氟酸的質量體積之比為1:50～150；

所述離心的轉數為1500～5000r/min，離心時間為10分鐘，重復離心操作4～6次。

11.如權利要求10所述的二維MXene基聲音探測器的制備方法，其特征在于，使用配制好的PDMS滴涂在模具上，旋涂制備PDMS基底層；

將抽濾好的MXene薄膜放置在PDMS基底層上，真空干燥后，使用導電銀膠與銅導線引出電極；

導電銀膠干燥后，再取配制好的PDMS滴涂在頂部，旋涂制備PDMS包覆層，真空干燥，制得二維MXene基聲音探測器。

12.如權利要求1-6任一項所述的二維MXene基聲音探測器在人工電子喉嚨上的應用。