一种用于植物茎秆直径微变化监测的仿生自适应缠绕可穿戴传感器的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种用于植物茎秆直径微变化监测的仿生自适应缠绕可穿戴传感器的制备方法及其应用。包括以下步骤：在固化后的PDMS基底表面旋涂酚醛树脂聚合物溶液得到酚醛树脂膜，利用激光诱导技术在酚醛树脂膜上制备蛇形电极图案的激光诱导石墨烯；在激光诱导石墨烯表面旋涂浇筑Ecoflex硅胶前体聚合物并加热固化，固化后揭起上层Ecoflex硅胶膜；将导线连接于电极的接线处，并用银浆固定，翻转覆盖至经预拉伸的硅胶膜表面，释放预拉伸的硅胶膜，制得类似藤蔓结构的自适应应变传感器。本发明专利技术制备得到的自适应应变传感器制备成本低，制备过程简单，应变灵敏度高，可用于植物茎秆直径微变化监测。微变化监测。微变化监测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于植物茎秆直径微变化监测的仿生自适应缠绕可穿戴传感器的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及生物传感器
，一种用于植物茎秆直径微变化监测的仿生自适应缠绕可穿戴传感器的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]实时获取植物的生长信息对于研究其机理和提高作物产量非常重要。研究表明，植物的生长过程类似于人体脉搏的收缩和膨胀，具体表现为茎秆昼夜收缩和膨胀，不断的膨胀与收缩促使植物生长。这种植物茎秆直径微变化与植物对水分的吸收和蒸腾有关。在白天，叶片背面的大部分气孔张开，叶片蒸腾的水分速率大于或等于根吸收水分的速率，茎直径几乎没有变化或收缩。在夜间，叶片上气孔关闭，植物从根部吸收的水分多于从叶片蒸发的水分，茎秆发生膨胀。植物缺水时，茎秆不再会发生明显膨胀，甚至发生收缩。因此，通过监测植物脉冲可以了解植物生长与供水的关系。
[0003]目前用于植物茎秆微变化监测的传感器主要是刚性的线性位移传感器(LVDT)。LVDT传感器体积大、重量重，不易固定，对植株有预紧力，不适用于植物幼苗监测，而植物幼苗期的监测管理是提高坐果和产量的基础。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于植物茎秆直径微变化监测的仿生自适应缠绕可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在洁净玻璃片表面旋涂PDMS聚合物溶液并加热固化制得PDMS基底；步骤S2：在步骤S1中得到的PDMS基底表面旋涂酚醛树脂聚合物溶液，室温干燥制得酚醛树脂膜；步骤S3：利用激光诱导技术在酚醛树脂膜上制备蛇形电极图案的激光诱导石墨烯，用无水乙醇冲洗去除多余的酚醛树脂；步骤S4：在步骤S3中得到的激光诱导石墨烯表面旋涂一层Ecoflex硅胶前体聚合物，真空除去Ecoflex硅胶前体聚合物中的气泡并加热固化，固化后揭起上层Ecoflex硅胶膜，蛇形电极图案的激光诱导石墨烯已转移至Ecoflex硅胶膜表面；步骤S5：将导线连接于步骤S4中蛇形电极的接线处，并涂抹银浆加热固化；制备预拉伸的Ecoflex硅胶膜，将步骤S4已转移有图案的Ecoflex硅胶膜翻转后覆盖至经预拉伸的Ecoflex硅胶膜表面，在两层硅胶膜之间事先涂抹Ecoflex硅胶前体聚合物以固定，真空除去Ecoflex硅胶前体聚合物中的气泡并加热固化，释放预拉伸的Ecoflex硅胶膜，制得类藤蔓结构的自适应缠绕传感器。2.根据权利要求1所述的用于植物茎秆直径微变化监测的仿生自适应缠绕可穿戴传感器制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，PDMS聚合物溶液主要由质量比为10:1的PDMS前体聚合物与固化剂混合得到；固化温度为75℃，固化时间1.5h，旋涂转速为600r/min，旋涂时间为30s。3.根据权利要求1所述的用于植物茎秆直径微变化监测的仿生自适应缠绕可穿戴传感器制备方法，其特征在于：所述步骤S2中：酚醛树脂聚合物溶液由酚醛树脂和无水氯化铁以质量比100:1溶解在无水乙醇中制得，旋涂转速为800r/min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：应义斌，张超，平建峰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：