汗液流速微流通道制备方法、柔性传感器及可穿戴设备技术

本发明专利技术公开了一种汗液流速微流通道制备方法、柔性传感器及可穿戴设备，其包括：提供第一衬底；通过3D打印方式在第一衬底表面制备微流通道模具；将固化胶与固化剂混合均匀后得到的固化胶混合物注入微流通道模具；从微流通道模具上取出凝固的混合物以得到微流通道贴片；将微流通道贴片与带有电极的第二衬底贴合。本发明专利技术采用打印的方式制备微流通道模具，并通过模塑法得到微流通道贴片，结果显示此微流通道可实现对汗液流量的精准控制，且操作步骤安全简单，易于大规模推广。易于大规模推广。易于大规模推广。

【技术实现步骤摘要】
汗液流速微流通道制备方法、柔性传感器及可穿戴设备


[0001]本专利技术涉及汗液健康监测
，尤其涉及的是一种汗液流速微流通道制备方法、柔性传感器及可穿戴设备。

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。可穿戴传感器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。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。
[0003]汗液流速微流通道的制备主要有刻蚀法、激光烧蚀法等。其中，刻蚀技术的特点是选择比高、均匀性好、对基片损伤少，几乎适用于所有的金属、玻璃、塑料等材料，但是刻蚀图形保真度不强，横向腐蚀的同时，往往会出现侧向钻蚀，以致刻蚀图形的最少线宽受到限制，严重影响后续实验对汗液量多少的精确控制；激光烧蚀法能够满足高精度的要求，虽然可得到通道壁垂直、深宽比大的微流通道，但是对于设备要求较高，难以大规模制备并测试，且由于所用紫外激光能量大，可能造成实验室安全隐患。
[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汗液流速微流通道制备方法、柔性传感器及可穿戴设备，以解决现有汗液流速微流通道制备方式导致影响后续实验对汗液量多少的精确控制以及难以大规模制备并测试、存在安全隐患的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种汗液流速微流通道制备方法，其包括：
[0008]提供第一衬底；
[0009]通过3D打印方式在所述第一衬底表面制备微流通道模具；
[0010]将固化胶与固化剂混合均匀后的混合物注入微流通道模具；
[0011]从微流通道模具上取出凝固的混合物以得到微流贴片；
[0012]将微流贴片与带有电极的第二衬底贴合。
[0013]本专利技术的进一步设置，所述通过3D打印方式在所述第一衬底表面制备微流通道模具的步骤包括：
[0014]将丝料在第一衬底上打印目标图案以得到微流通道模具。
[0015]本专利技术的进一步设置，所述通过3D打印方式在所述第一衬底表面制备微流通道模具的步骤包括：
[0016]通过3D打印方式在所述第一衬底表面打印目标图案。
[0017]本专利技术的进一步设置，所述将丝料在第一衬底上打印目标图案以得到微流通道模具的步骤包括：
[0018]控制打印机的打印喷头温度为220－240℃、底板打印温度为50－70℃、出丝速度为20－40毫米每秒。
[0019]本专利技术的进一步设置，所述将固化胶与固化剂混合均匀后得到的混合物注入微流通道模具的步骤包括：
[0020]将固化胶与固化剂按质量比1：0.5－1：20混合均匀得到混合物；
[0021]将混合物注入微流通道模具并完全没过第一衬底上的目标图案。
[0022]本专利技术的进一步设置，所述从微流通道模具上取出凝固的微流贴片的步骤包括：
[0023]将固化胶混合物固化0.5－10小时，使混合物凝固；
[0024]将固化后的混合物从微流通道模具取出以得到微流贴片。
[0025]本专利技术的进一步设置，所述将微流贴片与带有电极的第二衬底贴合的步骤包括：
[0026]提供第二衬底；
[0027]通过点胶打印的方式在所述第二衬底上打印电极；
[0028]将打印完成的电极在30－150℃进行干燥处理1－10小时；
[0029]将固化后的微流贴片与干燥处理后的电极采用等离子清洗方式进行表面清洗处理30－300秒；
[0030]在清洗后的微流贴片与带有电极的第二衬底上滴加0.1－100mL的硅烷偶联剂，并保持1－10分钟，其后使用超纯水洗去残留的硅烷偶联剂；
[0031]将微流贴片与第二衬底相互接触粘合，并静置0.1－10小时。
[0032]本专利技术的进一步设置，所述固化胶的材料包括聚二甲基硅氧烷与可降解塑料。
[0033]本专利技术的进一步设置，所述目标图案包括蛇形、指纹形与螺旋形。
[0034]本专利技术的进一步设置，所述第二衬底为柔性材料制成的衬底。
[0035]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种柔性传感器，包括由上述所述汗液流速微流通道制备方法制得的汗液流速微流通道。
[0036]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种可穿戴设备，其包括如上述所述的柔性传感器。
[0037]本专利技术所提供的一种汗液流速微流通道制备方法、柔性传感器及可穿戴设备，其包括：提供第一衬底；通过3D打印方式在所述第一衬底表面制备微流通道模具；将固化胶与固化剂混合均匀后的混合物注入微流通道模具；从微流通道模具上取出凝固的混合物以得到微流贴片；将微流通道与带有电极的第二衬底贴合。本专利技术通过采用3D打印方式在第一衬底表面形成微流通道模具，其后将固化胶与固化剂混合均匀后得到的混合物注入微流通道模具，再从微流通道模具上取出凝固的微流通道以得到具有微流通道的固化胶混合物，最后将固化胶混合物与带有电极的第二衬底贴合即可得到汗液流速微流通道。本专利技术通过采用打印的方式来制备具有微流通道模具，并通过模塑法得到微流通道(即具有微流通道
的固化胶混合物)，可以使得微流通道表面的平整度很高，不会影响后续试验对汗液两端精准控制，且操作步骤安全简单，易于大规模推广。
附图说明
[0038]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0039]图1是本专利技术中汗液微流通道制备方法的流程示意图。
[0040]图2是本专利技术中具有微流通道的固化胶混合物的制备示意图。
[0041]图3是本专利技术中带有电极的第二衬底的结构示意图。
[0042]图4是本专利技术中汗液流速微流通道的结构示意图。
[0043]附图标记：1、第一衬底；2、微流通道模具；3、微流贴片；4、第二衬底；5、电极。
具体实施方式
[0044]本专利技术提供一种汗液流速微流通道制备方法、柔性传感器及可穿戴设备，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汗液流速微流通道制备方法，其特征在于，包括：提供第一衬底；通过3D打印方式在所述第一衬底表面制备微流通道模具；将固化胶与固化剂混合均匀后的混合物注入微流通道模具；从微流通道模具上取出凝固的混合物以得到微流贴片；将微流贴片与带有电极的第二衬底贴合。2.根据权利要求1所述的汗液流速微流通道制备方法，其特征在于，所述通过3D打印方式在所述第一衬底表面制备微流通道模具的步骤包括：将丝料在第一衬底上打印目标图案以得到微流通道模具。3.根据权利要求2所述的汗液流速微流通道制备方法，其特征在于，所述通过3D打印方式在所述第一衬底表面制备微流通道模具的步骤还包括：通过3D打印方式在所述第一衬底表面打印目标图案与长方形图案；其中所述目标图案包括蛇形、指纹形与螺旋形。4.根据权利要求2所述的汗液流速微流通道制备方法，其特征在于，所述将丝料在第一衬底上打印目标图案以得到微流通道模具的步骤包括：控制打印机的打印喷头温度为220－240℃、底板打印温度为50－70℃、出丝速度为20－40毫米每秒。5.根据权利要求2所述的汗液流速微流通道制备方法，其特征在于，所述将固化胶与固化剂混合均匀后的混合物注入微流通道模具的步骤包括：将固化胶与固化剂按质量比1：0.5－1：20混合均匀得到混合物；将混合物注入微流...

【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：