[發(fā)明專利]一種人工嗅覺纖維及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110002218.0
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112802963B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉歡;李華曜;趙雨農(nóng);李龍;胡志響;藍新正
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;D06M11/53;D06M11/74;D06M11/46;D06M11/83;D06M11/48;D06M11/65;D06M15/53;D06M15/333;D06M11/28;D06M101/06;D06M101/38;D06M101/32;B82Y
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種人工嗅覺纖維，其特征在于，包括至少一個嗅覺感受單元、以及通過導(dǎo)電纖維與所述嗅覺感受單元相連的憶阻功能單元，其中，

所述嗅覺感受單元是以柔性纖維為襯底，以量子點材料作為嗅覺受體包覆修飾于柔性纖維上形成的；所述嗅覺感受單元用于對氣體信息進行感知，引起嗅覺受體內(nèi)電荷量變化；

所述導(dǎo)電纖維是將導(dǎo)電納米材料修飾于柔性纖維上形成的；所述導(dǎo)電纖維用于實現(xiàn)嗅覺信息的傳輸；

所述憶阻功能單元是采用有機高分子聚合物、無機金屬鹽的任意一種或兩種作為憶阻功能材料修飾在柔性纖維上形成憶阻器；所述憶阻功能單元用于作為人工突觸完成嗅覺信息的傳導(dǎo)和存儲。

2.如權(quán)利要求1所述人工嗅覺纖維，其特征在于，多個嗅覺感受單元通過對應(yīng)的多個導(dǎo)電纖維與同一個憶阻功能單元相連，該憶阻功能單元用于作為人工突觸完成嗅覺信息的匯聚和整合。

3.如權(quán)利要求1所述人工嗅覺纖維，其特征在于，所述憶阻功能單元的后端還與信號處理和運算電路模塊相連，所述信號處理和運算電路模塊用于對來自憶阻功能單元的嗅覺信息進行運算處理。

4.如權(quán)利要求1所述人工嗅覺纖維，其特征在于，所述人工嗅覺纖維包括多個憶阻功能單元，這些憶阻功能單元分別通過所述導(dǎo)電纖維連接至信息輸出的接口，該接口用于對與之相連的憶阻功能單元的嗅覺信息進行匯聚和整合；

所述接口還與所述信號處理和運算電路模塊相連，所述信號處理和運算電路模塊用于對憶阻功能單元的嗅覺信息進行運算處理。

5.如權(quán)利要求1所述人工嗅覺纖維，其特征在于，所述嗅覺感受單元中所采用的柔性纖維選自棉(cotton)纖維、棉包氨綸(cotton/polyurethane)纖維、棉滌包芯紗(cotton/polyester)纖維、聚氨酯(polyurethane)纖維、聚酰胺(polyamide)纖維；

所述量子點材料選自Bi₂S₃膠體納米帶、SnS膠體量子點、ZnS膠體量子點、SnO₂膠體量子點、WO₃膠體量子點、ZnO膠體量子點、In₂O₃膠體量子點或NiO膠體量子點。

6.如權(quán)利要求1所述人工嗅覺纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電纖維中所采用的柔性纖維與所述嗅覺感受單元中所采用的柔性纖維種類相同。

7.如權(quán)利要求1所述人工嗅覺纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電纖維中所采用的導(dǎo)電納米材料選自碳系納米材料或金屬納米粒子；

優(yōu)選的，所述碳系納米材料包括炭黑、碳納米管；所述金屬納米粒子包括銀納米粒子。

8.如權(quán)利要求1所述人工嗅覺纖維，其特征在于，所述有機高分子聚合物優(yōu)選選自聚乙烯醇、聚環(huán)氧乙烷；所述無機金屬鹽優(yōu)選選自高氯酸鋰、高氯酸鈉和硫酸鎂。

9.制備如權(quán)利要求1－8任意一項所述人工嗅覺纖維的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將量子點材料沉積包裹于柔性纖維襯底上，制備柔性嗅覺感受器單元；

(2)將高電導(dǎo)率納米材料沉積包裹于柔性纖維襯底上，制備柔性導(dǎo)電纖維；

(3)將步驟(1)制備的嗅覺感受器單元與導(dǎo)電纖維連接，以實現(xiàn)嗅覺感知信息在導(dǎo)電纖維上的傳遞；

(4)采用有機高分子聚合物、無機金屬鹽的任意一種或兩種作為憶阻功能材料修飾在柔性纖維上形成憶阻器，并將所述步驟(3)得到的所述導(dǎo)電纖維與所述憶阻器中的所述柔性纖維相連；所述憶阻器用于作為人工突觸完成嗅覺信息的傳導(dǎo)和存儲。

10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，所述方法還包括步驟：

(5)將步驟(4)得到的憶阻器的后端與信號處理和運算電路模塊相連，所述信號處理和運算電路模塊用于對嗅覺信息進行運算處理。