[发明专利]一种基于纳米线织构柔性生物pH传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于纳米线织构柔性生物pH传感器，其特征在于，包括柔性基底，微沟道电极结构，电极引线，纳米线织构敏感层，离子选择透过膜；柔性基底上通过模板法制备两个相对的电极组成沟道结构，电极通过引线与外部连接；电极沟道区域内制备织构化纳米线材料作为pH敏感层；离子选择透过膜覆盖于电极上表面；

柔性基底厚度不超过0.15mm；柔性基底一侧使用氧等离子体处理，同时满足接触角＜5°；

纳米线织构敏感层选择羧基化碳纳米管材料，通过将碳纳米管置于体积比3：1质量分数98％的硫酸与质量分数65％的浓硝酸中，在110℃下搅拌45-90min，离心取上清液、调节pH至中性，干燥后通过介电泳或聚合物复合方式将羧基化纳米管制备成阵列结构；同时纳米线织构敏感层不超过电解微沟道范围，厚度为1-100nm。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米线织构柔性生物pH传感器，其特征在于，所述柔性基底为PDMS、PET、PI中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米线织构柔性生物pH传感器，

其特征在于，所述电极微沟道结构为通过模板法制备所得，电极材料选择Ti、Au、Pt、中一种或多种，相对电极间间距不超过0.1mm，厚度在100nm-200nm之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于纳米线织构柔性生物pH传感器，其特征在于，所述电极微沟道结构使用物理气相沉积方法制备。

5.根据权利要求1所述的一种基于纳米线织构柔性生物pH传感器，其特征在于，所述离子选择透过膜孔径0.1-10μm，H离子电导率≥0.1S/cm，接触角＜5°，厚度5-500μm。

6.制备如权利要求1-5任一项所述传感器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)：厚度为75～150μm柔性基底用氧等离子体处理，具体参数：真空度0.1Pa，通入氧气，氧气流量10～20sccm，使工作压力达到20～120Pa，射频功率60～100W，室温下处理5min；

(2)：电极微沟道直接在柔性基底上制作，两端电极通过压焊或者银胶制作与外部测试电路连接的引线；

(3)：纳米线织构敏感层制作：通过PECVD、静电纺丝或磁控溅射手段制备纳米线织构敏感层；

(4)：离子选择透过膜处理与封装：选择孔径0.1-10μm，H离子电导率≥0.1S/cm，接触角＜5°，厚度5-500μm的离子选择透过膜，通过氧等离子体处理；

所选离子选择透过膜包括位于电极结构上方，同时面积不小于电极结构保证能够完全覆盖。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于步骤(1)柔性基底厚度不大于0.2mm，整体面积不大于1×1cm²。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)通过掩膜版、紫外曝光或者电子束曝光手段中的一种或几种设计电极结构。

9.根据权利要求6所述的一种基于纳米线织构柔性生物pH传感器及其制备方法，其特征在于，步骤(3)纳米线织构敏感层长度不小于5μm，直径1-100nm。