一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件制造技术

本发明专利技术涉及可穿戴传感器技术领域，提供一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件，本发明专利技术实施例设计一体缝制组装导电电极层、绝缘层，得到柔性可穿戴传感器件，一方面通过简单的层叠、缝制即可完成产品组装，组装难度较低，穿戴便利；另一方面，设置第一电极层、第一绝缘层、第二电极层、第二绝缘层和第三电极层从上至下依次层叠，有利于汗液的收集，并且可在汗液吸收到一定量后，以汗液为媒介自动导通第一电极层、第二电极层、第三电极层，对汗液中的葡萄糖、尿酸、酪氨酸等生物标志物进行随身实时检测，从而提高传感器件的检测效率。从而提高传感器件的检测效率。从而提高传感器件的检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件


[0001]本专利技术涉及可穿戴传感器
，尤其涉及一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件。

技术介绍

[0002]随着科技发展及人们对个人身体健康关注的不断提升，基于柔性电子的人体可穿戴健康监测系统受到了越来越多的关注。这些类型的智能系统提供了一种更有效的方式，使得人们可随时随地的查看自身健康状态。作为可穿戴健康监测系统的重要组成，智能柔性传感电子器件是必不可少的，其主要功能为通过将从人体获取的信息与标准临床参考数据进行分析比较，并将异常信号反馈给使用者或医生进行预警并做出进一步的诊断建议。
[0003]近年来，基于柔性传感器件对人体汗液的实时监测引起了许多研究者的关注。通过分析汗液等生物流体的无创便捷监测手段，可跟踪人体新陈代谢过程或重要生理参数的变化，从根本上改善对健康状况的监测、评估方式。因此，汗液检测在汗液的分析检测中显得尤为重要。与传统汗液样本采集方法相比，可穿戴式柔性汗液传感检测系统可以将汗液的采集和分析限制在生成范围内，可以大幅缩短个人通过汗液成分来了解自身健康状况的时间。
[0004]目前，绝大部分用于汗液监测的柔性传感器件一般都是基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚二甲基硅氧烷(PDMS)等塑料材质的材料制备的。这类柔性器件一般需要额外的装置才能将其固定到人体上，并且很难实现与衣服的有机集成。在具体使用过程中，存在穿戴不便、稳定性差、检测效率低的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件，解决了现有的柔性传感器件穿戴不便、稳定性差、检测效率低的技术问题。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件，包括缝制组装为一体的导电电极层和绝缘层；所述导电电极层包括第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层；所述第一电极层、所述第一绝缘层、所述第二电极层、所述第二绝缘层和所述第三电极层从上至下依次层叠设置；
[0007]所述绝缘层用于隔离所述第一电极层、第二电极层和第三电极层，以及吸收、收集汗液；
[0008]在所述绝缘层未收集到汗液时，所述第一电极层、第二电极层和所述第三电极层两两之间断路；在所述绝缘层收集到汗液时，所述第一电极层、第二电极层和所述第三电极层两两之间导通。
[0009]本基础方案设计一体缝制组装导电电极层、绝缘层，得到柔性可穿戴传感器件，一方面通过简单的层叠、缝制即可完成产品组装，组装难度较低，穿戴便利；另一方面，设置第一电极层、第一绝缘层、第二电极层、第二绝缘层和第三电极层从上至下依次层叠，有利于
汗液的收集，并且可在汗液吸收到一定量后，以汗液为媒介自动导通第一电极层、第二电极层、第三电极层，对汗液中的葡萄糖、尿酸、酪氨酸等生物标志物进行随身实时检测，从而提高传感器件的检测效率。
[0010]在进一步的实施方案中，所述第一电极层包括导电碳布和涂敷在所述导电碳布上的参比电极；所述参比电极的制备步骤包括：
[0011]A、将Ag/AgCl浆料覆盖到所述导电碳布表面；
[0012]B、维持120℃的温度固化所述导电碳布上的所述Ag/AgCl浆料。
[0013]在进一步的实施方案中，所述第二电极层为基于导电碳布制作的检测电极，所述检测电极为采用电化学沉积法或化学还原法或磁控溅射法在所述导电碳布表面生长制备得到的纳米敏感材料层。
[0014]所述纳米敏感材料包括金、铂、钯中的一种或多种。
[0015]在进一步的实施方案中，所述第三电极层为基于导电碳布制作的辅助电极，所述辅助电极为采用电化学沉积法或化学还原法或磁控溅射在所述导电碳布表面生长制备得到的铂金属层。
[0016]在进一步的实施方案中，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层均为绝缘布料，所述绝缘布料为纱布或棉布或涤纶。
[0017]本方案设计由导电碳布制作而成柔性基底，承载参比电极、检测电极、辅助电极，结合绝缘布料这类柔性纺织材料，使得传感器件具备与衣物同等的延展特性(即柔性特质)，从而可通过缝制将其与衣物一体集成，达到贴合皮肤的效果，实现真正的可穿戴。
[0018]另外，采用贵金属和导电碳布作为检测材料，利用贵金属和碳材料的稳定特性，可保障传感器件在汗液中不会腐蚀变质，从而有效增长了敏感材料的活性周期，延长了传感器的使用寿命。
[0019]再者，采用绝缘布料作为传感电极的间隔材料，可确保汗液吸收前3个电极(参比电极、检测电极、辅助电极)之间为不导电的断路状态，而在吸收一定量的汗液后3个电极转变为基于汗液的导通状态，实现对人体健康的无创自动检测。
[0020]在进一步的实施方案中，本专利技术采用绝缘线缝制组装所述导电电极层和所述绝缘层。
[0021]在进一步的实施方案中，本专利技术还包括检测电路、电气连接接口，所述电气连接接口包括第一电气接口、第二电气接口和第三电气接口，所述第一电气接口一端与所述检测电路连接、另一端与所述第一电极层连接，所述第二电气接口一端与所述检测电路连接、另一端与所述第二电极层连接，所述第三电气接口一端与所述检测电路连接、另一端与所述第三电极层连接。
[0022]在进一步的实施方案中，所述第一电气接口、第二电气接口和第三电气接口均为铂丝。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例提供的一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件的层叠结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例提供的一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件的组装示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例提供的纳米敏感材料层的典型形貌示意图；
[0026]其中：导电电极层1，第一电极层11、第二电极层12、第三电极层13；绝缘层2，第一绝缘层21、第二绝缘层22；电气连接接口3，第一电气接口31、第二电气接口32、第三电气接口33；参比电极RE、检测电极WE、辅助电极CE。
具体实施方式
[0027]下面结合附图具体阐明本专利技术的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本专利技术的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本专利技术专利保护范围的限制，因为在不脱离本专利技术精神和范围基础上，可以对本专利技术进行许多改变。
[0028]本专利技术实施例提供的一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件，如图1所示，在本实施例中，包括缝制组装为一体的导电电极层1和绝缘层2；导电电极层1包括第一电极层11、第二电极层12和第三电极层13，绝缘层2包括第一绝缘层21、第二绝缘层22；第一电极层11、第一绝缘层21、第二电极层12、第二绝缘层22和第三电极层13从上至下依次层叠设置；
[0029]绝缘层2用于隔离第一电极层11、第二电极层12和第三电极层13，以及吸收、收集汗液；
[0030]在绝缘层2未收集到汗液时，第一电极层11、第二电极层12和第三电极层13两两之间断路；在绝缘层2收集到汗液时，第一电极层11、第二电极层12和第三电极层13两两之间导通。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件，其特征在于：包括缝制组装为一体的导电电极层和绝缘层；所述导电电极层包括第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层；所述第一电极层、所述第一绝缘层、所述第二电极层、所述第二绝缘层和所述第三电极层从上至下依次层叠设置；所述绝缘层用于隔离所述第一电极层、第二电极层和第三电极层，以及吸收、收集汗液；在所述绝缘层未收集到汗液时，所述第一电极层、第二电极层和所述第三电极层两两之间断路；在所述绝缘层收集到汗液时，所述第一电极层、第二电极层和所述第三电极层两两之间导通。2.如权利要求1所述的一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件，其特征在于：所述第一电极层包括导电碳布和涂敷在所述导电碳布上的参比电极；所述参比电极的制备步骤包括：A、将Ag/AgCl浆料覆盖到所述导电碳布表面；B、维持120℃的温度干燥固化所述导电碳布上的所述Ag/AgCl浆料。3.如权利要求1所述的一种基于碳布的柔性可穿戴传感器件，其特征在于：所述第二电极层为基于导电碳布制作的检测电极，所述检测电极为采用电化学沉积法或化学还原法或磁控溅射法在所述导电碳布表面生长制备得到的纳米敏感材料层...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振廷，龚伟平，李求果，梅海娟，沈悠曲，
申请(专利权)人：惠州学院，
类型：发明
国别省市：