离子传感器及其无掩模制备方法及体液传感监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种离子传感器及其无掩模制备方法及体液传感监测系统，制备方法包括：提供第一衬底与第二衬底；在第一衬底的表面采用点胶打印的方式打印第一银电极层,在第二衬底的表面采用点胶打印的方式打印第二银电极层；其中，第一银电极层为工作电极层，第二银电极层为参比电极层；在第一银电极层上制备树枝状金层；在树枝状金层上制备PEDOT:PSS聚合物层；在PEDOT:PSS聚合物层上制备第一离子选择膜层；第二银电极层将第二银电极层转换为银/氯化银电极层，并在银/氯化银层上制备PVB膜层。本发明专利技术通过打印方式制备电极，不会产生多余的原料，且不需要使用掩模版来确定电极的形状，提高了可选图案的灵活性。提高了可选图案的灵活性。提高了可选图案的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
离子传感器及其无掩模制备方法及体液传感监测系统


[0001]本专利技术涉及监测
，尤其涉及的是一种离子传感器及其无掩模制备方法及体液传感监测系统。

技术介绍

[0002]人体汗液能够分泌多种生化成分，包括电解质、代谢物和外源性物质，是与生理状况相关的最重要的体液之一。与传统的血液分析相比，汗液分析具有无创获取的独特优势，使其更容易被公众使用并可用于预防性监测。然而，早期对汗液的研究仅限于实验室，通常依赖于大型专业仪器，如色谱仪、分光光度计、火焰发射光度计、电化学设备、质谱仪和气相色谱
‑
质谱法。长期以来，缺乏实时的汗液处理和分析技术极大地阻碍了汗液研究的发展。可穿戴传感器具有小型化、快速响应和适用于现场应用的优点，使汗液分析更适合无创、实时和连续监测，其可实现人体多种指标的连续、无创检测，在现代医疗检测中正扮演越来越重要的角色。而柔性传感器具有良好的柔韧性、延展性，可以自由弯曲、折叠，而且结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，柔性传感器可作为可穿戴传感器在汗液健康监测领域显示出巨大的应用价值，成为当前热门研究领域之一并取得了迅猛发展。
[0003]传统柔性传感器的电极制备方法通常采用化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)工艺。然而，类似蒸镀或磁控溅射制备电极的过程通常需要由特殊定制的掩模版来确定电极形状，这大大增加了材料的浪费并降低了可选图案的灵活性。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种离子传感器及其无掩模制备方法及体液传感监测系统，以解决传统离子传感器的电极制备方法由于需要掩模板来确定电极形状而导致的材料的浪费及降低了可选图案的灵活性的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种离子传感器的无掩模制备方法，其包括：
[0008]提供第一衬底与第二衬底；
[0009]在所述第一衬底的表面采用点胶打印的方式打印第一银电极层,在所述第二衬底的表面采用点胶打印的方式打印第二银电极层；其中，所述第一银电极层为工作电极层，所述第二银电极层为参比电极层；
[0010]在所述第一银电极层上制备树枝状金层；
[0011]在所述树枝状金层上制备PEDOT:PSS聚合物层；
[0012]在所述PEDOT:PSS聚合物层上制备第一离子选择膜层；
[0013]将所述第二银电极层转换为银/氯化银电极层，并在所述银/氯化银层上制备PVB膜层。
[0014]本专利技术的进一步设置，所述在所述第一衬底的表面采用点胶打印的方式打印第一
银电极层,在所述第二衬底的表面采用点胶打印的方式打印第二银电极层的步骤包括：
[0015]将银墨水放入孔径为0.1
‑
50mm的点胶打印头中，使用2
‑
100KPa的打印压强在所述第一衬底上打印第一银电极层，并在所述第二衬底上打印第二银电极层；
[0016]将打印完成的第一银电极层与第二银电极层置于加热台上进行加热干燥处理。
[0017]本专利技术的进一步设置，所述在所述第一银电极层上制备树枝状金层的步骤包括：
[0018]在所述第一银电极层上循环沉积金溶液，以在所述第一银电极层上覆盖一层所述树状金层。
[0019]本专利技术的进一步设置，所述在所述树枝状金层上制备PEDOT:PSS聚合物层的步骤包括：
[0020]采用超纯水对覆盖有树枝状金层的所述第一银电极层进行清洗，并干燥处理；
[0021]在所述树枝状金层上循环沉积PEDOT:PSS聚合物。
[0022]本专利技术的进一步设置，所述在所述PEDOT:PSS聚合物层上制备第一离子选择膜层的步骤包括：
[0023]对沉积有PEDOT:PSS聚合物层的所述第一银电极层进行干燥处理；
[0024]在所述PEDOT:PSS聚合物层上滴加若干滴离子选择膜溶液；
[0025]对滴加离子选择膜溶液的所述第一银电极层进行干燥处理。
[0026]本专利技术的进一步设置，所述将所述第二银电极层转换为银/氯化银电极层，并在所述银/氯化银层上制备PVB膜层的步骤包括：
[0027]在所述第二银电极层上滴加氯化铁溶液并完全覆盖所述第二银电极层；
[0028]覆盖预设时长后去除氯化铁溶液，以得到银/氯化银电极层；
[0029]在银/氯化银层上滴加若干滴PVB溶液；
[0030]进行干燥处理。
[0031]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种如上述所述的离子传感器的无掩模制备方法制成的离子传感器，包括电路板以及设置在所述电路板上的工作电极与参比电极，所述工作电极包括：
[0032]第一衬底；
[0033]第一银电极层，设置在所述第一衬底上；
[0034]树枝状金层，设置在所述第一银电极层上；
[0035]PEDOT:PSS聚合物层，设置在所述树枝状金层上；
[0036]第一离子选择膜层，设置在所述树枝状金层上；
[0037]所述参比电极包括：
[0038]第二衬底；
[0039]银/氯化银层，所述银/氯化银层设置在所述第二衬底上；
[0040]PVB膜层，所述PVB膜层设置在所述银/氯化银层上。
[0041]本专利技术的进一步设置，所述第一离子选择膜层为钙离子选择膜层、钾离子选择膜层或钠离子选择膜层的一种。
[0042]本专利技术的进一步设置，所述树枝状金层的厚度为10
‑
300纳米。
[0043]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种体液传感监测系统，其包括：终端、信号处理传输电路以及如上述所述的离子传感器；其中，
[0044]所述离子传感器与所述信号处理传输电路连接，所述离子传感器用于将监测到的电信号发送给所述信号处理传输电路；
[0045]所述信号处理传输电路与所述终端连接，所述信号处理传输电路用于接收所述离子传感器发送的所述电信号并将所述电信号转换为汗液成分信息发送至所述终端；
[0046]所述终端用于接收所述信号处理传输电路发送的所述汗液成分信息并进行分析。
[0047]本专利技术所提供的一种离子传感器及其无掩模制备方法及体液传感监测系统，制备方法包括：提供第一衬底与第二衬底；在所述第一衬底的表面采用点胶打印的方式打印第一银电极层,在所述第二衬底的表面采用点胶打印的方式打印第二银电极层；其中，所述第一银电极层为工作电极层，所述第二银电极层为参比电极层；在所述第一银电极层上制备树枝状金层；在所述树枝状金层上制备PEDOT:PSS聚合物层；在所述PEDOT:PSS聚合物层上制备第一离子选择膜层；将所述第二银电极层转换为银/氯化银电极层，并在所述银/氯化银层上制备PVB膜层。本专利技术通过打印方式制备电极，是在衬底上增加导电材料，不会产生多余的原料，避免造成浪费，且打印的制备方式可以制备各种电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子传感器的无掩模制备方法，其特征在于，包括：提供第一衬底与第二衬底；在所述第一衬底的表面采用点胶打印的方式打印第一银电极层,在所述第二衬底的表面采用点胶打印的方式打印第二银电极层；其中，所述第一银电极层为工作电极层，所述第二银电极层为参比电极层；在所述第一银电极层上制备树枝状金层；在所述树枝状金层上制备PEDOT:PSS聚合物层；在所述PEDOT:PSS聚合物层上制备第一离子选择膜层；将所述第二银电极层转换为银/氯化银电极层，并在所述银/氯化银层上制备PVB膜层。2.根据权利要求1所述的离子传感器的无掩模制备方法，其特征在于，所述在所述第一衬底的表面采用点胶打印的方式打印第一银电极层,在所述第二衬底的表面采用点胶打印的方式打印第二银电极层的步骤包括：将银墨水放入孔径为0.1
‑
50mm的点胶打印头中，使用2
‑
100KPa的打印压强在所述第一衬底上打印第一银电极层，并在所述第二衬底上打印第二银电极层；将打印完成的第一银电极层与第二银电极层置于加热台上进行加热干燥处理。3.根据权利要求2所述的离子传感器的无掩模制备方法，其特征在于，所述在所述第一银电极层上制备树枝状金层的步骤包括：在所述第一银电极层上循环沉积金溶液，以在所述第一银电极层上覆盖一层所述树状金层。4.根据权利要求3所述的离子传感器的无掩模制备方法，其特征在于，所述在所述树枝状金层上制备PEDOT:PSS聚合物层的步骤包括：采用超纯水对覆盖有树枝状金层的所述第一银电极层进行清洗，并干燥处理；在所述树枝状金层上循环沉积PEDOT:PSS聚合物。5.根据权利要求4所述的离子传感器的无掩模制备方法，其特征在于，所述在所述PEDOT:PSS聚合物层上制备第一离子选择膜层的步骤包括：对沉积有PEDOT:PSS聚合物层的所述第一银电极层进行干燥处理；在所述PEDOT:PSS聚合物层上滴加若干滴离子选...

【专利技术属性】
技术研发人员：林苑菁，周可蒙，丁若辰，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：