一种柔性可拉伸的多模态光纤传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种柔性可拉伸的多模态光纤传感器及其制备方法。光纤由高折射率的柔性可拉伸聚合物纤芯和低折射水凝胶包层构成。通过前驱体掺杂和共价键合的方式，分别对光纤纤芯和包层装载具有温度敏感性的上转换纳米材料(UCNPs)和pH敏感性的荧光染料，赋予其温度、pH双重敏感性。进一步，利用荧光染料对特定波长光的强吸收效应，可以实现对光纤应变的定量检测。此外，荧光染料的吸收光谱与UCNPs的荧光光谱相互重叠，利用辐射能量转移过程能够在单个波长下同时实现对UCNPs和荧光染料的荧光激发。该柔性多模态光纤传感器能够与人体表皮适形接触，利用其多模态响应性，可同时实现对人体心率、呼吸、皮肤温度及汗液pH等重要生理参数的实时监测。

【技术实现步骤摘要】

(一)本专利技术属于光学检测及光纤传感领域，涉及一种柔性可拉伸的多模态光纤传感器及其制备方法，用于实现多生理参量的实时人体健康监测。

技术介绍

0、(二)
技术介绍

1、柔性可拉伸传感器能够与人体皮肤表面适形接触，并进行持续的人体生理参数监测，如心率、血压和体温等，为疾病预防、管理和治疗提供了全新的可能性。然而，现有的可穿戴设备大多基于电子传感器，容易受到电磁干扰，信号串扰等影响。此外，电子传感器的柔韧性和舒适性亟待改进。光纤传感器因其抗电磁干扰、高灵敏度、小型化和可穿戴性等优点而被广泛应用于各种传感领域。然而，传统的光纤传感器通常采用刚性材料制成，限制了其在可穿戴设备中的应用。此外，现有的光纤传感器多为单模态，只能检测一种物理量，如温度或压力，无法满足多生理参量监测需求。因此，开发一种柔性、可拉伸的多模态光纤传感器，对于健康监测、医疗诊断和疾病预防等领域具有重要意义。

技术实现思路

0、(三)
技术实现思路

1、本专利技术提供一种柔性可拉伸的多模态光纤传感器及其制备方法，具有应变、温度和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，具有应变、温度和pH三重模态响应性；所述柔性可拉伸的多模态光纤传感器由传感光纤和光耦合光纤构成；所述传感光纤由掺杂有上转换荧光纳米材料(UCNPs)的柔性聚合物纤芯和装载有pH敏感荧光染料的水凝胶包层构成。

2.根据权利要求1所述的柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，所述光耦合光纤采用单芯或多芯结构，单芯结构光纤同时作为荧光激发和荧光收集的通道；多芯结构则是由一根或多根作为激发通道，其它纤芯光纤作为荧光的收集通道。

3.根据权利要求1所述的柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，所述传感光纤的纤芯的折射率高...

【技术特征摘要】

1.一种柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，具有应变、温度和ph三重模态响应性；所述柔性可拉伸的多模态光纤传感器由传感光纤和光耦合光纤构成；所述传感光纤由掺杂有上转换荧光纳米材料(ucnps)的柔性聚合物纤芯和装载有ph敏感荧光染料的水凝胶包层构成。

2.根据权利要求1所述的柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，所述光耦合光纤采用单芯或多芯结构，单芯结构光纤同时作为荧光激发和荧光收集的通道；多芯结构则是由一根或多根作为激发通道，其它纤芯光纤作为荧光的收集通道。

3.根据权利要求1所述的柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，所述传感光纤的纤芯的折射率高于包层折射率，且纤芯和包层通过共价键形成牢固粘合。

4.根据权利要求1所述的柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，所述ucnps为稀土掺杂核壳纳米结构，利用其辐射荧光的温度敏感性，可实现对温度的定量检测。

5.根据权利要求1所述的柔性可拉伸的多模态光纤传感器，其特征在于，ph敏感型的荧光染料，其吸收光谱应与ucnps的荧...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晶晶，脱佳霖，徐立军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：