[发明专利]全柔性可加热式气体传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种全柔性可加热式气体传感器，其特征在于包括柔性敏感测试结构以及柔性封装结构，所述柔性封装结构包括柔性盖板，所述柔性盖板与所述柔性敏感测试结构密封结合形成一封装腔室，所述封装腔室与设置在所述柔性盖板上的至少一个气孔连通；

所述柔性敏感测试结构包括依次叠层设置在柔性衬底上的绝热层、加热层、导热绝缘层以及气体敏感结构，所述气体敏感结构还与设置在所述导热绝缘层上的测试电极电连接；其中，至少所述气体敏感结构被设置在所述封装腔室中；

所述柔性盖板的材质包括聚二甲基硅氧烷，所述气体敏感结构由多根多孔导电纤维交织形成，所述多根多孔导电纤维相互交织而形成三维多孔结构，其中，所述多孔导电纤维包括紧密堆积的多个半导体金属氧化物纳米颗粒，并且至少部分所述半导体金属氧化物纳米颗粒之间还分布有磺化石墨烯及噻吩低聚物；所述多孔导电纤维的直径为0.5μm-20μm，长度为10μm以上，孔隙率为60-85％，所含孔洞的孔径为20-100nm；所述多孔导电纤维包含质量比为90-95：0.01-0.5：2-5的半导体金属氧化物纳米颗粒、磺化石墨烯与噻吩低聚物，所述半导体金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100nm，所述噻吩低聚物含有2- 20 个单体单元，分子量为 800 - 3000g/mol；

所述测试电极为由包含金属纳米粒子的导电墨水打印形成，且所述金属纳米粒子所含金属元素与形成所述气体敏感结构的半导体金属氧化纳米颗粒所含金属元素相同。

2.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述加热层的材质包括Pt、W、Cu、Ni中的任意一种金属或两种以上金属形成的合金。

3.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述加热层的厚度为10-1000μm。

4.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述导热绝缘层的材质包括纳米陶瓷材料、纳米级的导热绝缘玻纤和/或有机硅。

5.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述导热绝缘层的厚度为10-1000μm。

6.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述气体敏感结构的厚度为10-1000μm。

7.根据权利要求6所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述测试电极的材质包括Au、Cu、Al中的任意一种或两种以上组合。

8.根据权利要求6所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述测试电极的厚度为10-1000μm。

9.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述柔性盖板与所述导热绝缘层密封连接。

10.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述气孔的直径为10-500μm。

11.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述柔性衬底的材质包括柔性聚合物，所述柔性聚合物包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯中的任意一种或两种以上的组合。

12.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述柔性衬底的厚度为10-1000μm。

13.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述绝热层的材质包括聚酰亚胺和/或聚乙烯，所述绝热层的厚度100-5000nm。

14.根据权利要求1所述的全柔性可加热式气体传感器，其特征在于：所述导热绝缘层上还设置有接线焊盘，所述接线焊盘分别与所述加热层、测试电极电连接。