[发明专利]可穿戴柔性传感器及其制备方法和监测水果成熟度方法

权利要求书

1.一种用于水果成熟度监测的可穿戴柔性传感器，其特征在于，所述传感器包括柔性基底、在柔性基底表面制备的叉指电极、叉指电极两侧的封装层、修饰在叉指电极表面的乙烯敏感材料层，其中乙烯敏感材料层包括半导体材料、气体吸附材料以及信号增强材料。

2.根据权利要求1所述的可穿戴柔性传感器，其特征在于，柔性基底为耐高温纸、聚酰亚胺、涤纶树脂或聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的可穿戴柔性传感器，其特征在于，半导体材料为石墨烯、碳纳米管、MoS₂、P₃HT或氧化锌，气体吸附材料为钯纳米粒子或Cu配合物，信号增强材料为聚苯乙烯珠或多孔隙聚合物。

4.根据权利要求1-3任一所述的可穿戴柔性传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在柔性基底表面制备叉指电极；

(2)对叉指电极两侧导线进行封装；

(3)将乙烯敏感材料修饰到叉指电极的气体响应区域。

5.根据权利要求4所述的可穿戴柔性传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，制备叉指电极的方法为：由柔性材料为基底，在柔性基底上粘附金属箔，金属箔为铜、银、金或铂；在粘附金属箔的柔性基底上按照绘制好的图案进行激光打印，即得叉指电极。

6.根据权利要求5所述的可穿戴柔性传感器的制备方法，其特征在于，激光打印的激光功率范围为3-10W，移动速率范围为1-3cm/s。

7.根据权利要求4所述的可穿戴柔性传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，乙烯敏感材料修饰叉指电极的方法为滴涂法。

8.根据权利要求4所述的可穿戴柔性传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，乙烯敏感材料为基于钯-单壁碳纳米管的气敏材料，其制备方法包括：将NH₄F、H₃BO₃、PdCl₂加入水中溶解，然后再将官能化的单壁碳纳米管分散到其中，得到混合溶液；调节混合溶液的pH至8-9，然后加入NaBH₄溶液，搅拌、过滤、洗涤及干燥，即得。

9.一种利用根据权利要求1-3任一所述的可穿戴柔性传感器的监测水果成熟度方法，其特征在于，包括将可穿戴柔性传感器贴附于水果表面，采集源漏极间电阻，将源漏极间电阻值输入预见建立的乙烯浓度-源漏极间的电阻响应拟合方程，获得当前乙烯浓度，根据乙烯浓度获得水果成熟度。

10.根据权利要求9所述的监测水果成熟度方法，其特征在于，建立乙烯浓度-源漏极间的电阻响应拟合方程方法包括搭建氮气和乙烯的混合气体系统，调节乙烯气体浓度，通过连接数字源表获取不同乙烯浓度下的可穿戴柔性传感器的响应曲线。