可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构制造技术

本实用新型专利技术请求保护一种可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构，包括柔性基底，为矩形状；环状叉指电极，内嵌于柔性基底表面，环状叉指电极包括：正极环状叉指电极，作为激励输入电极，包括多个大小不等的未封闭圆环正电极和正极外接端，多个所述正电极的一端均与正极外接端连接；负极环状叉指电极，作为接地参考电极，包括多个大小不等的未封闭圆环负电极和负极外接端，多个所述负电极的一端均与负极外接端连接；正极环状叉指电极与负极环状叉指电极相互交叉形成完整的环状叉指电极。本实用新型专利技术能够显著降低传感器初始电阻，提高检测精度，降低检测阈值，更加便于后端电路实现，为研究人员提供了一种新型优良电极结构。究人员提供了一种新型优良电极结构。究人员提供了一种新型优良电极结构。

【技术实现步骤摘要】
可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构


[0001]本技术涉及生物化学传感器
，尤其是可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构及制作方法。

技术介绍

[0002]在当今信息时代，人们对信息的提取、处理和传输需求更加迫切。传感技术作为一门随着现代化科学技术发展而迅猛发展的学科，广泛应用于人类的社会生产和科学研究中。在医疗检测、健康卫生、生物化学传感器等领域中的作用更是不容忽视。
[0003]在进行如葡萄糖含量、细胞浓度、紫外线辐射剂量等物质的检测时，采用传统普通二电极的生物化学传感器由于本身电极结构的限制，存在灵敏度低、响应速度慢、信号不稳定以及难以读出电信号等诸多问题。目前，常用解决方法是引入叉指电极来提升其检测灵敏度、响应速度以及降低初始电阻，从而提高生物化学传感器的检测性能。
[0004]叉指电极的结构为指状或梳状的面内周期性图案，其指宽、指间距、指长以及厚度等结构参数是影响传感性能的重要因素，而对于电信号检测、初始电阻值以及后端电路实现有着更高要求的传感器，能够满足的相应叉指结构参数不易寻找。且如今，拥有良好导电传输性能的电极结构很少，叉指电极成了研究设计人员们近乎唯一的选择，这不利于相关技术的进步。

技术实现思路

[0005]本技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构。本技术的技术方案如下：
[0006]一种可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构，包括柔性基底(1)，所述柔性基底(1)为矩形或其他任一形状；环状叉指电极，内嵌于柔性基底表面，用于传导电流，所述环状叉指电极包括正极环状叉指电极和负极环状叉指电极，其中正极环状叉指电极作为激励输入电极，包括若干个大小不等的未封闭圆环正电极(2)和正极外接端(4)，所述若干个未封闭圆环正电极(2)的一端均与正极外接端(4)连接；所述负极环状叉指电极作为接地参考电极，包括若干个大小不等的未封闭圆环负电极(3)和负极外接端(5)，所述若干个未封闭圆环负电极(3)的一端均与负极外接端(5)连接；所述正极环状叉指电极与负极环状叉指电极相互交叉形成完整的环状叉指电极。
[0007]进一步的，所述柔性基底(1)的材料采用聚酰亚胺PI。
[0008]进一步的，所述柔性基底(1)为矩形、圆形、三角形或者不规则的封闭图形。
[0009]进一步的，所述柔性基底(1)的面积为2cm
×
2cm～8cm
×
5cm，厚度为50～ 120μm。
[0010]进一步的，所述环状叉指电极的未封闭圆环正电极(2)与未封闭圆环负电极(3)同圆心，且每个圆环径宽相同为0.1～1mm。
[0011]进一步的，所述环状叉指电极共有6个未封闭圆环，每个圆环大小不相同，最大圆环的外半径为10mm，最小圆环的外半径为4mm，环间距为0.1～1mm。
[0012]进一步的，所述环状叉指电极的正极外接端(4)、负极外接端(5)的宽度为 0.5～3mm，其间隔为0.5～2mm。
[0013]进一步的，所述未封闭圆环正电极(2)的另一端与负极外接端(5)间隔0.2～1 mm，所述未封闭圆环负电极(3)的另一端与正极外接端(4)间隔0.2～1mm。
[0014]进一步的，所述环状叉指电极是CO2红外激光器在柔性聚酰亚胺基底PI上进行碳化处理后，得到的多层石墨烯薄膜，其厚度一般为5～40μm。
[0015]本技术的优点及有益效果如下：
[0016]本技术环状叉指电极结构由CO2红外激光器碳化聚酰亚胺柔性基底形成，其多层片状石墨烯薄膜结构可提高电子电导率，具备优良的导电特性；另外，其疏松多孔的结构有助于被测目标物与检测材料快速充分反应，可以保证良好的生物化学传感器的检测灵敏度和响应速度。
[0017]本技术环状叉指电极结构采用多个未封闭圆环相互交叉组成，可增大有效检测面积，有助于检测材料与传导电极的结合，能更容易输出电信号，显著降低传感器的初始电阻，从而提高检测精度，降低检测阈值，更便于后端电路实现，满足传感器的高要求；同时，相较于寻找合适的普通叉指电极结构参数，其优良特性为研究人员提供一种新的选择，可节省大量时间成本。
附图说明
[0018]图1是本技术提供优选实施例实施例1结构示意图；
[0019]图2为本技术实施例2模型图；
[0020]图3为本技术实施例2电阻曲线图；
[0021]图4为本技术实施例2与普通叉指电极的电阻曲线对比图。
[0022]其中：1
‑
柔性基底；2
‑
未封闭圆环正电极；3
‑
未封闭圆环负电极；4
‑
正极外接端； 5
‑
负极外接端；6
‑
敏感化学检测材料
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例。
[0024]本技术解决上述技术问题的技术方案是：
[0025]实施例一：
[0026]如图1所示，可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构，包括：柔性基底1，所述基底1为矩形但不仅限于矩形状；环状叉指电极，内嵌于柔性基底表面，环状叉指电极包括：正极环状叉指电极，作为激励输入电极，包括多个大小不等的未封闭圆环正电极2和正极外接端4，多个所述正电极的一端均与正极外接端4连接；负极环状叉指电极，作为接地参考电极，包括多个大小不等的未封闭圆环负电极3和负极外接端5，多个所述负电极的一端均与负极外接端5 连接；所述的正极环状叉指电极与负极环状叉指电极相互交叉形成完整的环状叉指电极。
[0027]本实施例中，柔性基底1的材料采用聚酰亚胺(PI)，其具备良好的柔性便于贴合检测区域。进一步的，柔性基底1为矩形状，但不仅限于矩形，也可以是圆形、三角形或者不规
则的封闭图形；其面积为4cm
×
5cm，厚度为100μm，实际只要能容纳所设置环状叉指电极即可，厚度可在50～120μm内。
[0028]环状叉指电极的未封闭圆环正电极2与未封闭圆环负电极3同圆心，且每个圆环径宽相同为0.6mm，圆环径宽可在0.1～1mm内变换；环状叉指电极共有6个未封闭圆环，每个圆环大小不相同，最大圆环的外半径为10mm，最小圆环的外半径为4mm，环间距为0.6mm，圆环个数以及大小受所需结构面积限制，一般个数越多越好，且环间距可在0.1～1mm内变换；环状叉指电极的正负极外接端4、5宽度为2mm，其间隔为1mm，环状叉指电极的正负极外接端宽度和间隔会影响电极电场分布，宽度和间隔可以适当调整，一般宽度和间隔越小，其检测信号、降低电阻的效果越好，但需考虑后端提取信号的实现问题；未封闭圆环正电极2一端与正极外接端4相连，另一端与负极外接端5间隔0.6mm，另一极同样如此，未封闭圆环与外接端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构，包括柔性基底(1)，为矩形；环状叉指电极，内嵌于柔性基底表面，用于传导电流，其特征在于，所述环状叉指电极包括正极环状叉指电极和负极环状叉指电极，其中正极环状叉指电极作为激励输入电极，包括若干个大小不等的未封闭圆环正电极(2)和正极外接端(4)，所述若干个未封闭圆环正电极(2)的一端均与正极外接端(4)连接；所述负极环状叉指电极作为接地参考电极，包括若干个大小不等的未封闭圆环负电极(3)和负极外接端(5)，所述若干个未封闭圆环负电极(3)的一端均与负极外接端(5)连接；所述正极环状叉指电极与负极环状叉指电极相互交叉形成完整的环状叉指电极。2.根据权利要求1所述的一种可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构，其特征在于，所述柔性基底(1)的材料采用聚酰亚胺PI。3.根据权利要求1或2所述的一种可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构，其特征在于，所述柔性基底(1)为矩形、圆形、三角形或者不规则的封闭图形。4.根据权利要求1所述的一种可降低传感器初始电阻的环状叉指电极结构，其特征在于，所述柔性基底(1)的面积为2cm
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2cm～8cm
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5cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：文丹丹，陈一鑫，姚雨松，陈龙宇，陈霞，黄福超，刘宇，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：新型
国别省市：