申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2024-01-22

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117890439A

主分类号：G01N27/12

分类号：G01N27/12;G03F7/20;G03F7/42;B05D1/00;B05D7/24

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：本发明属于柔性传感器技术领域，提供了基于PEDOT:PSS‑GO复合材料的微网状结构的湿度传感器的制作方法，用于呼吸监测。首先是使用光刻工艺制作网状柔性的PI衬底，提高了器件的透气性，之后对湿敏材料进行改性并沉积到网状PI衬底上。本发明的优势：一方面，微网状基底提高了传感器的透气性，其优异的柔韧性便于附着在口罩或人体皮肤等复杂表面。另一方面，由于氧化石墨烯的掺入，传感器的响应恢复时间缩短，线性检测范围扩大。基于这些优良的传感特性，将湿度传感器与微型无线通信组件连接，用于人体呼吸检测。结果表明，该湿度传感器能够清晰地显示正常和异常呼吸信号的差异。

主权项：1.一种基于PEDOT:PSS-GO复合材料的微网状结构的湿度传感器的制作方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：微网状基底的制备1首先将聚酰亚胺PI光刻胶旋涂在玻璃片上，然后在130℃下烘烤10min直至PI固化，在玻璃片上形成PI薄膜；2使用光刻工艺对PI光刻胶进行图案化处理，得到微网状结构；在PI薄膜上旋涂S1805光刻胶，在105℃下烘烤2min，使用直径为50um的光刻板并结合自动掩模对准器以152mJcm2的曝光剂量进行曝光；之后，在ZX-238显影液中进行显影，过程中，PI薄膜上的微网状结构会显露出来；最后用丙酮去除剩余S1805光刻胶，得到带有微网状结构PI的玻璃片；步骤2：湿度敏感材料的沉积1湿度敏感溶液的配制如下：首先将DMSO溶液与FS-300表面活性剂溶液、PEDOT:PSS溶液混合得到混合溶液，其中DMSO溶液与PEDOT:PSS溶液体积比为1：20，DMSO溶液的浓度为14.1molL，Fs-300表面活性剂溶液与PEDOT:PS液的体积比为1：200，FS-300表面活性剂溶液浓度为1.04molL；然后将密度为1.07gmL的GOPs溶液以1wt％的比例加入到混合溶液中，作为交联剂提高膜稳定性，最后在添加密度为1mgmL的GO分散液，添加比例为上述含有GOPs溶液的混合溶液质量的8wt％，并进行水浴超声5min，使GO分散均匀，得到PEDOT:PSS-GO混合溶液；2通过光刻工艺和旋涂技术进行湿度敏感材料的沉积；首先进行光刻工艺，将带有微网状结构PI的玻璃片置于250℃的热板上烘烤30min，冷却后在上面旋涂S1805光刻胶，在105℃下烘烤2min，使用直径为20um的光刻板并结合自动掩模对准器以152mJcm2的剂量进行对齐曝光；之后，样品在ZX-238显影液中进行显影，随后用清水冲洗，最终得到附着在PI网状结构上的直径为20um的电极图案；然后使用旋涂机将PEDOT:PSS-GO混合溶液旋涂在微网状结构上，加热固化；在NMP溶液中进行超声，最后，在140℃下烘烤30min，加热完成，得到附着在PI网状结构的PEDOT:PSS-GO电极；步骤3：柔性湿度传感器的制作首先在PEDOT:PSS-GO电极的表面涂一层PMMA作为保护层，以防止PEDOT:PSS-GO电极在随后的剥离过程中断裂；用由40wt％的NH4水溶液和49wt％的HF水溶液按照体积比为6：1的比例配制的BOE溶液浸泡带有PI网状结构玻璃片，使PI网状结构以及附着在其上的PEDOT:PSS-GO电极一同从玻璃片上脱离下来，形成以PI网状结构为基底的PEDOT:PSS-GO柔性电极，并用水反复冲洗，最后用丙酮蒸汽或将其浸泡在丙酮溶液中，将PMMA保护层去除，待PMMA保护层去除后，得到柔性微网状电极；将柔性微网状电极转移到需要检测的载体上，用氮气吹扫表面使丙酮挥发，最后使用银浆连接铜线制作出柔性湿度传感器并与测试系统连接，进行检测。

全文数据：

权利要求：

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