[发明专利]一种基于纳流体二极管的水伏器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于纳流体二极管的水伏器件，其特征在于，从下到上依次包括基底层、下电极和上电极，上电极与下电极之间设有敏感层；

敏感层为两层具有相反ZETA电位的薄膜构成的PN结，或者为两层相反ZETA电位的薄膜中间再加一层ZETA电位近似为0的薄膜构成PIN结；

敏感层各层均是连通的孔结构，其中至少有一层含有0.1-100nm尺寸的纳米级连通孔；

所述上电极若自身具备或者通过化学修饰后具备表面电荷，即ZETA电位不为零，则直接将上电极作为敏感层中的P层或者N层；下电极若自身具备或者通过化学修饰后具备表面电荷，即ZETA电位不为零，则直接将下电极作为敏感层中的N层或者P层；

敏感层包括：上电极与另一层具有相反ZETA电位的薄膜构成PN结、或者下电极与另一层具有相反ZETA电位的薄膜构成PN结、或者具有相反ZETA电位的上电极和下电极直接构成PN结；

水分子通过上电极输运到敏感层，在敏感层靠近空气的一侧被电离成阴阳离子，然后通过PN结产生的内电场以及纳米流道的德拜屏蔽效应实现选择性离子定向运输，从而阴阳离子在敏感层内实现空间分离；敏感层、上电极、下电极与外界负载形成电学回路，从而持续产生电压和电流。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳流体二极管的水伏器件，其特征在于，所述上电极采用具备透气性和导电性的材料制成，下电极采用具备导电性的材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳流体二极管的水伏器件，其特征在于，所述基底层用于形成润湿梯度差异，以及给水伏器件提供力学支撑。

4.如权利要求1～3任意一项所述的一种基于纳流体二极管的水伏器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将下电极固定到基底层上，并在下电极上接出导线；

S2、将敏感层的各层依次紧密连接；

S3、将敏感层固定到下电极上；

S4、将上电极与敏感层紧密连接，上电极与下电极之间不连通，在上电极上接出导线。