本申請涉及傳感器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種體液傳感器及其制備方法、可穿戴體液檢測設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著人們對自身健康及防護(hù)的日益關(guān)注，可穿戴傳感器得到了廣泛研究，已經(jīng)在檢測人體的各方面生理信息上取得了很大進(jìn)展。其中化學(xué)傳感器可以實(shí)現(xiàn)非侵入方式檢測體液的信息物質(zhì)，可動態(tài)檢測個體的生理狀態(tài)。

2、體液作為人體日常的輸出物，包括汗液，口水和呼氣的水汽等，其中包含著許多重要的生理信息，例如通過對汗液的檢測實(shí)現(xiàn)對人體散熱系統(tǒng)的分析，對呼氣的水汽檢測可以實(shí)現(xiàn)對人體呼吸快慢，有無等狀態(tài)規(guī)律的分析。但是目前大多的體液傳感器都存在需要較為復(fù)雜的制備工序、較大的技術(shù)難度、較高的制備成本和較長的制備周期，制備過程中容易出現(xiàn)不可控，或者由于需要外部大電源的供能，難以實(shí)現(xiàn)便攜性攜帶和隨時隨地檢測等效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N體液傳感器及其制備方法、可穿戴體液檢測設(shè)備，該體液傳感器制備簡單且生產(chǎn)成本較低，無需外部供電且可微型化設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)對體液輸出狀態(tài)及規(guī)律進(jìn)行實(shí)時檢測，并且兼顧較佳的檢測精度以及靈敏度，同時與人體具有高貼合度、高舒適性，能夠應(yīng)用于可穿戴體液檢測設(shè)備中。

2、本申請的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、在第一方面，本申請示例提供了一種體液傳感器，體液傳感器包括本體，本體包括：

4、具有多孔結(jié)構(gòu)的柔性基材層以及兩金屬電極；

5、柔性基材層包括柔性的絕緣玻纖布以及碳納米材料層，絕緣玻纖布由玻璃纖維紗線織造所得，碳納米材料層形成于玻璃纖維紗線的至少部分表面；金屬電極設(shè)置于碳納米材料層上且與碳納米材料層電性連接，金屬電極的功函數(shù)與碳納米材料層的功函數(shù)不同。

6、本申請?zhí)峁┑捏w液傳感器，無需外部能源提供，可實(shí)現(xiàn)對體液輸出狀態(tài)及規(guī)律進(jìn)行實(shí)時檢測，該體液傳感器采用絕緣玻纖布為基底，不僅可采用浸漬方式使碳納米材料層形成于絕緣玻纖布上，而且可采用化學(xué)氣相沉積法使碳納米材料層穩(wěn)定地形成于絕緣玻纖布上，有效提高二者之間的結(jié)合力并精準(zhǔn)控制碳納米材料層的厚度，提高體液傳感器的耐久性以及精準(zhǔn)性，有效降低制備成本，并且與人體具有高貼合度、高舒適性，能夠應(yīng)用于可穿戴體液檢測設(shè)備中。

7、其中本申請采用絕緣玻纖布為基底，不僅可以通過浸漬的方式負(fù)載碳納米材料層，而且利用絕緣玻纖布具有耐高溫性，從而可實(shí)現(xiàn)在高溫條件下通過化學(xué)氣相沉積法使碳納米材料層穩(wěn)定地形成于絕緣玻纖布上，可有效提高二者之間的結(jié)合力以及精準(zhǔn)控制碳納米材料層的厚度，進(jìn)一步提高體液傳感器的耐久性以及精準(zhǔn)性，并且有效降低制備成本。

8、在一些實(shí)施例中，碳納米材料層的材質(zhì)包括石墨烯、碳納米管及富勒烯中的一種或多種；

9、可選地，碳納米材料層為化學(xué)氣相沉積法生長的石墨烯。

10、在一些實(shí)施例中，碳納米材料層的厚度為0.35nm-5nm。

11、在一些實(shí)施例中，金屬電極包括金、銀、銅、鋁、鎳、銥、鉑中的至少一種。

12、可選地，兩金屬電極的功函數(shù)不同；

13、可選地，兩金屬電極的功函數(shù)均小于碳納米材料層的功函數(shù)，或者，兩金屬電極中，一金屬電極的功函數(shù)小于碳納米材料層的功函數(shù)，另一金屬電極的功函數(shù)大于碳納米材料層的功函數(shù)。

14、在一些實(shí)施例中，兩金屬電極中的任一個為叉指電極。

15、在一些實(shí)施例中，體液傳感器包括兩透氣封裝層，本體封裝于兩透氣封裝層之間。

16、可選地，透氣封裝層包括針織布、纖維布或棉布。

17、在第二方面，本申請示例提供了一種體液傳感器的制備方法，其包括：

18、在構(gòu)成絕緣玻纖布的玻璃纖維紗線的至少部分表面形成碳納米材料層，形成柔性基材；

19、在碳納米材料層的表面形成兩金屬電極。

20、本申請?zhí)峁┑闹苽浞椒ú粌H操作簡單可控，有效降低制作成本，而且制得的體液傳感器可實(shí)現(xiàn)對體液的輸出狀態(tài)及規(guī)律檢測，并且兼顧較佳的檢測精度以及靈敏度。

21、在一些實(shí)施例中，采用化學(xué)氣相沉積法在絕緣玻纖布的表面形成碳納米材料層。

22、在第三方面，本申請示例提供了一種可穿戴體液檢測設(shè)備，其包括本申請第一方面提供的體液傳感器。

23、通過上述體液傳感器的引入，使得可穿戴體液檢測設(shè)備能夠精準(zhǔn)且靈敏的檢測體液輸出狀態(tài)及規(guī)律，以對人體進(jìn)行生理信息檢測。

24、可選地，可穿戴體液檢測設(shè)備具有面向體液浸入的內(nèi)側(cè)壁，兩金屬電極位于碳納米材料層面向內(nèi)側(cè)壁的一面。

技術(shù)特征：

1.一種體液傳感器，其特征在于，包括本體，所述本體包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體液傳感器，其特征在于，所述碳納米材料層的材質(zhì)包括石墨烯、碳納米管及富勒烯中的一種或多種；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體液傳感器，其特征在于，所述碳納米材料層的厚度為0.35nm-5nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的體液傳感器，其特征在于，所述金屬電極包括金、銀、銅、鋁、鎳、銥、鉑中的至少一種；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的體液傳感器，其特征在于，兩所述金屬電極中的至少一個為叉指電極。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的體液傳感器，其特征在于，所述體液傳感器包括兩透氣封裝層，所述本體封裝于兩所述透氣封裝層之間；

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項所述的體液傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，采用化學(xué)氣相沉積法在所述絕緣玻纖布的表面形成所述碳納米材料層。

9.一種可穿戴體液檢測設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7任一項所述的體液傳感器。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可穿戴體液檢測設(shè)備，其特征在于，所述可穿戴體液檢測設(shè)備具有面向體液浸入的內(nèi)側(cè)壁，兩所述金屬電極位于所述碳納米材料層面向所述內(nèi)側(cè)壁的一面。

技術(shù)總結(jié)
一種體液傳感器及其制備方法、可穿戴體液檢測設(shè)備，屬于傳感器領(lǐng)域。體液傳感器包括本體，本體包括具有多孔結(jié)構(gòu)的柔性基材層以及兩金屬電極；柔性基材層包括柔性的絕緣玻纖布以及碳納米材料層，絕緣玻纖布由玻璃纖維紗線織造所得，碳納米材料層形成于玻璃纖維紗線的至少部分表面；金屬電極設(shè)置于碳納米材料層上且與碳納米材料層電性連接，金屬電極的功函數(shù)與碳納米材料層的功函數(shù)不同。該體液傳感器采用絕緣玻纖布為基底，可采用化學(xué)氣相沉積法使碳納米材料層形成于絕緣玻纖布上，提高二者之間的結(jié)合力并精準(zhǔn)控制碳納米材料層的厚度，提高體液傳感器的耐久性以及精準(zhǔn)性，并且與人體具有高貼合度、高舒適性，能夠應(yīng)用于可穿戴體液檢測設(shè)備中。

技術(shù)研發(fā)人員：周旭,梁志煒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9