一种智能纳米传感器的制作方法与流程

本发明涉及个人防护，更具体的说，本发明涉及一种智能纳米传感器的制作方法。

背景技术：

1、呼吸性疾病，如病毒的传播，老龄化或遗传病导致的呼吸暂停，以及因恶劣的工作环境导致的尘肺病等，严重危害着人们的身体健康。及时发现和治疗是降低传染率和致死率的关键。在发病过程中，人体呼吸气体中的湿度水平及其变化模式会与正常呼吸显著不同，为传感器的应用提供了病理性基础。相比于临床监控和笨重的固态传感器，一种低成本的、可携带的、可实时监测病人呼吸状况的柔性传感器有极高的应用价值，可为用户提供及时监控和诊断，也可为遏制呼吸传染病在社会面的初期传播提供有效工具。

2、口罩可作为呼吸湿度传感的载体。作为预防病毒的重要防线，口罩被大众在日常生活中广泛的使用。由于普通医用防护口罩的效能时间短，不能重复使用，口罩的使用量和需求量将大大增加。目前市场上的常用防护口罩主要是用于过滤污染颗粒、阻隔细菌病毒等致病微生物，如常见的一次性医用外科口罩、n95口罩等。近几年市场上兴起的智能口罩，其主要功能是过滤送风，不具有智能呼吸监测功能。将传感器贴合到口罩内部对人体呼吸进行监测，有助于呼吸系统疾病的及时发现。同时利用不同纳米颗粒对呼气中水分子不同的亲和性，可以制造性能优越的传感器，以提供灵敏和快速的响应。这种智能的防护口罩是目前口罩行业的缺口，也是市场的需求趋势。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种智能纳米传感器的制作方法，通过该方法所制得的纳米传感器，通过植入在无纺布上，可以对人体呼吸模式进行实时监测。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能纳米传感器的制作方法，其改进之处在于，智能纳米传感器由湿度响应层和连接在湿度响应层上的导电电极构成，湿敏性纳米颗粒嵌入湿度响应层的表界面，该制作方法包括湿度响应层的制作步骤和导电电极的制作步骤；

3、其中，所述湿度响应层的制作步骤包括：

4、s101、混合溶液的制作，将0.5-1.5g的聚氨酯弹性体塑料颗粒溶解在3-5g的四氢呋喃中，搅拌后使聚氨酯弹性体塑料颗粒充分溶解，形成混合溶液；

5、s102、聚氨酯薄膜的制作，将混合溶液在50-70°的烤箱中缓慢加热，形成聚氨酯薄膜；

6、s103、亲水多孔纳米颗粒的嵌入，将亲水多孔纳米颗粒溶解在丙酮中，并均匀喷涂在聚氨酯薄膜的表面上，并进行加热蒸发溶剂以嵌入纳米颗粒在薄膜的表界面，形成基于气固界面的响应层；

7、s104、湿度响应层的成型，利用热转印技术将步骤103中的聚氨酯薄膜印制到无纺布上，并通过高温铜版压印薄膜，以形成所述的湿度响应层；

8、所述导电电极的制作步骤包括：

9、s201、将含导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水，通过丝网印刷在湿度响应层上，印制平面叉指型的导电电极。

10、进一步的，所述步骤s104中的无纺布为口罩内层布。

11、进一步的，所述步骤s201中导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水，其中纳米导电颗粒、聚氨酯、四氢呋喃的质量比例为0.1:1:10。

12、进一步的，所述步骤103中，所述的亲水多孔纳米颗粒采用10％的湿敏性的亲水多孔纳米颗粒。

13、进一步的，所述步骤103中，所述的亲水多孔纳米颗粒为多孔纳米金属铝、无机碳材料石墨烯材料、多孔框架材料其中任意一种。

14、进一步的，所述步骤s101中，聚氨酯弹性体塑料颗粒的重量为1.0g。

15、进一步的，所述步骤s101中，四氢呋喃的重量为4.0g。

16、进一步的，所述步骤s102中，烤箱的温度为60°。

17、进一步的，所述智能纳米传感器的长度和宽度在1-10mm之间，湿度响应层的厚度为190-210微米，导电电极的厚度为90-110微米。

18、本发明的有益效果是：通过本发明的一种智能纳米传感器的制作方法，其制得的智能纳米传感器，亲水多孔纳米材料提高了对呼吸气体内水分子的吸附，适合大规模集成制造；通过口罩上的智能纳米传感器，可以对呼吸进行监测，为其他精准监测提供了初筛手段。

技术特征：

1.一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，智能纳米传感器由湿度响应层和连接在湿度响应层上的导电电极构成，该制作方法包括湿度响应层的制作步骤和导电电极的制作步骤；

2.根据权利要求1所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤s104中的无纺布为口罩内层布。

3.根据权利要求1所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤s201中导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水，其中纳米导电颗粒、聚氨酯、四氢呋喃的质量比例为0.1:1:10。

4.根据权利要求1所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤103中，所述的亲水多孔纳米颗粒采用10％的湿敏性的亲水多孔纳米颗粒。

5.根据权利要求3所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤103中，所述的亲水多孔纳米颗粒为多孔纳米金属铝、无机碳材料石墨烯材料、多孔框架材料其中任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤s101中，聚氨酯弹性体塑料颗粒的重量为1.0g。

7.根据权利要求1所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤s101中，四氢呋喃的重量为4.0g。

8.根据权利要求1所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤s102中，烤箱的温度为60°。

9.根据权利要求1所述的一种智能纳米传感器的制作方法，其特征在于，所述智能纳米传感器的长度和宽度在1-10mm之间，湿度响应层的厚度为190-210微米，导电电极的厚度为90-110微米。

技术总结本发明公开了一种智能纳米传感器的制作方法，涉及个人防护技术领域；该制作方法包括湿度响应层的制作步骤和导电电极的制作步骤；湿度响应层的制作步骤包括：S101、混合溶液的制作，将0.5‑1.5g的聚氨酯弹性体塑料颗粒溶解在3‑5g的四氢呋喃中，搅拌后使聚氨酯弹性体塑料颗粒充分溶解，形成混合溶液；S102、聚氨酯薄膜的制作；S103、亲水多孔纳米颗粒在表界面的嵌入；S104、湿度响应层的成型；所述导电电极的制作步骤包括：S201、将含导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水，通过丝网印刷在湿度响应层上，印制平面叉指型的导电电极；本发明的有益效果是：该方法所制得的纳米传感器，通过植入在口罩无纺布上，可以对人体呼吸模式进行实时监测。技术研发人员：章根国,章建徽受保护的技术使用者：章根国技术研发日：技术公布日：2024/7/25