[發(fā)明專利]一種基于CNTs超表面的THz波傳感器、制備方法及其用途

有效

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• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111693494B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玥;張曉菊;崔子健;胡輝;張向;朱永強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 王丹

本發(fā)明公開了一種基于CNTs超表面的THz波傳感器，包括襯底，襯底上覆蓋有薄膜層，薄膜層上刻蝕有矩形孔陣結(jié)構(gòu)，薄膜層上覆蓋有封裝層。具有二維周期性對稱矩形孔陣結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，方便加工；工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)；用于檢測農(nóng)藥殘留量，檢測方法簡單，檢測精度高且具有良好的可靠性、穩(wěn)定性，最低靈敏度為2.0×10supgt;?3/supgt;/ppm，誤差為0.13％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于CNTs超表面的THz波傳感器，還涉及上述傳感器的制備方法，還涉及上述傳感器的用途。

背景技術(shù)

當(dāng)前，農(nóng)藥的過度使用，致使農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留問題日益嚴(yán)重。農(nóng)產(chǎn)品中殘留的農(nóng)藥已對人類健康和生物多樣性構(gòu)成威脅。科學(xué)研究表明，果蔬中殘留農(nóng)藥在人體內(nèi)長期蓄積滯留會引起慢性中毒，給人體健康帶來潛在威脅，以至誘發(fā)許多慢性疾病。

目前常用的農(nóng)藥檢測方法有免疫分析技術(shù)、儀器分析技術(shù)和光譜分析技術(shù)。免疫分析技術(shù)包括酶免疫技術(shù)、放射免疫技術(shù)和金免疫技術(shù)，特異性高，具有較高的反應(yīng)靈敏度，但存在前期設(shè)備投入較大、費(fèi)用高，檢測可能出現(xiàn)假陽性，適用范圍有限等缺點(diǎn)。儀器分析技術(shù)包括氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜—質(zhì)譜法和液相色譜—質(zhì)譜法，其分析能力強(qiáng)，檢測范圍廣，檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠，靈敏度高，重現(xiàn)性好，已發(fā)展成熟并形成一定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但其設(shè)備昂貴，前處理步驟和檢測過程繁雜，分析時(shí)間較長，特異性不明顯，需要專業(yè)操作人員輔助才能完成檢測，不利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留的快速現(xiàn)場檢測。光譜分析技術(shù)包括高光譜成像，紅外光譜，熒光光譜等。高光譜成像和紅外光譜法僅適用于較高濃度的農(nóng)藥檢測，對于微量農(nóng)藥殘留的檢測效果不佳；因一些農(nóng)藥不具有熒光特性，熒光光譜法的適用范圍也受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于CNTs超表面的THz波傳感器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的檢測精度低的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于CNTs超表面的THz波傳感器，包括襯底，襯底上覆蓋有薄膜層，薄膜層上刻蝕有矩形孔陣結(jié)構(gòu)，薄膜層上覆蓋有封裝層。

本發(fā)明的另一目的是提供一種基于CNTs超表面的THz波傳感器的制備方法。

本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是，一種基于CNTs超表面的THz波傳感器的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、在襯底上垂直生長CNTs陣列；

步驟2、從CNTs陣列上拉出超有序排列CNTs薄膜；

步驟3、將CNTs薄膜轉(zhuǎn)移至襯底上；

步驟4、重復(fù)步驟2-3，將多層CNTs薄膜疊加得到薄膜層；

步驟5、在薄膜層進(jìn)行表面平整修飾上壓合封裝層；

步驟6、在封裝層上切割窗口；

步驟7、在薄膜層上刻蝕矩形孔陣結(jié)構(gòu)，得到THz波傳感器。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

步驟2的拉膜過程中，拉出速度為8～10m/min。

薄膜層包括40～100層超有序排列CNTs薄膜。

矩形孔陣結(jié)構(gòu)的長度為80～150μm，寬度為15-35μm，周期為200～300μm。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種基于CNTs超表面的THz波傳感器的用途。

本發(fā)明所采用的第三種技術(shù)方案是，一種基于CNTs超表面的THz波傳感器的用途，用于檢測殘留農(nóng)藥。

THz波傳感器的檢測濃度范圍為1～80ppm。

本發(fā)明的有益效果是：