[发明专利]一种基于可打印微米线阵列敏感层的柔性气体传感器及其制备方法

摘要

一种基于可打印锗酸锌微米线阵列敏感层的柔性气体传感器及其制备方法，属于柔性电阻式气体传感器技术领域。本发明所述的传感器是以锗酸锌微米线阵列作为器件的敏感层，将锗酸锌微米线阵列直接打印在柔性聚二甲酸乙二醇酯衬底表面，微米线与微米线间距为100～300μm、微米线直径范围为8～12μm，然后利用表面沉积法在锗酸锌微米线阵列的两端沉积与微米线阵列径向垂直的两个彼此分立的纳米线电极，电极之间间距为10～80μm，电极厚度为80～150nm，形成柔性电阻式气体传感器。本发明具有制备方法简单环保、成本低的特点，微米线阵列具有好的一维结构，有利于电子传输，进而提高器件性能，可广泛应用在可穿戴电子领域。

主权项

1.一种基于可打印锗酸锌微米线阵列敏感层的柔性气体传感器的制备方法，其步骤如下：(1)将厚度40～80μm的柔性聚二甲酸乙二醇酯分别用乙醇、丙酮、水依次超声清洗10～30分钟，烘干得到柔性薄膜衬底；(2)制备锗酸锌静电纺丝溶液：将0.1～1.0g的醋酸锌和0.1～0.5g的已氧基锗一起加入到5mL的二甲基甲酰胺溶液中，在600～1000rpm转数下搅拌1～3小时后得到溶液作为A溶液；将1.5～5.5g的聚乙烯吡咯烷酮加入到15mL的二甲基甲酰胺溶液中，在600～1000rpm转数下搅拌3～5小时后得到溶液作为B溶液；然后将B溶液加入到A溶液中，在600～1000rpm转数下搅拌12～15小时后得到锗酸锌静电纺丝溶液；(3)将步骤(2)得到锗酸锌静电纺丝溶液加入到30～100mL的注射器中，针头距离步骤(1)得到的柔性薄膜衬底距离为0.5～2.0mm，静电纺丝电压为1～2kV，将步骤(2)得到的锗酸锌静电纺丝溶液打印到在步骤(1)得到的柔性聚二甲酸乙二醇酯柔性薄膜衬底上，然后在350～400℃空气气氛下煅烧10～15小时，得到微米线与微米线间距为100～300μm、微米线直径范围为8～12μm的锗酸锌微米线阵列；(4)在步骤(3)得到的锗酸锌微米线阵列的两端沉积得到两个彼此分立的电极，电极之间间距为10～80μm，电极厚度为80～150nm，电极与微米线阵列的径向相垂直，从而得到基于可打印锗酸锌微米线阵列敏感层的柔性气体传感器。