基于纳米金单层的压电传感器
基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器设计

基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器设计目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 现有脉搏监测技术现状及不足 (4)1.3 本文研究目标及创新点 (5)2. 基于柔性压电薄膜的脉搏传感器工作原理 (6)2.1 压电材料的特性及应用 (7)2.2 传感器结构设计 (9)2.2.1 传感器组成部分 (10)2.2.2 柔性压电薄膜的特性与选择 (12)2.2.3 信号采集和处理电路设计 (13)2.3 脉搏信号获取及分析 (15)3. 材料及器件 (16)3.1 主流柔性压电薄膜材料研究 (17)3.2 器件加工工艺 (18)4. 实验设计与结果分析 (19)4.1 实验平台搭建 (21)4.2 传感器性能测试及分析 (22)4.3 压力感知特性研究 (24)4.3.1 传感器响应曲线 (25)4.3.2 传感器线性度分析 (27)4.4 脉搏信号采集与分析 (29)4.4.1 实验数据采集 (31)4.4.2 脉搏信号处理与提取 (31)4.4.3 信号分析与结果展示 (33)5. 讨论与结论 (34)5.1 研究成果总结和分析 (36)5.2 存在问题及未来展望 (37)1. 内容综述随着物联网与智能穿戴技术的不断进步,健康监测与远程医疗系统的发展需求日益显现。
在这个背景下,基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器设计成为了研究热点。
该设计旨在实现实时、连续、非侵入式的生理信号监测,特别是针对心血管健康的监测。
该设计以人体脉搏信号的精准检测为目标,结合了柔性压电薄膜技术与现代传感技术,为用户提供一种舒适且可靠的新型穿戴监测方式。
柔性压电薄膜作为一种新兴材料,具有灵敏度高、响应速度快、可弯曲等特点,适用于可穿戴设备的制造。
基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器不仅可用于医疗领域的心率失常预警、心血管疾病诊断,还可在运动健身领域用于运动效果评估和运动损伤预防等方面。
其设计理念的革新性在于将传统的医疗检测手段与现代可穿戴技术相结合,为用户提供个性化的健康监测服务。
微机电系统(MEMS)技术 MEMS压电薄膜机电转换特性的测量方法-最新国标

微机电系统(MEMS)技术MEMS压电薄膜机电转换特性的测量方法1 范围本文件规定了用于压电式微传感器和微执行器等器件的压电薄膜机电转换特性测量方法。
本文件适用于MEMS工艺制备的压电薄膜。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 26111微机电系统(MEMS)技术术语3 术语和定义GB/T 26111界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1单压电层梁unimorph beam document由基底和基底上的一层压电薄膜构成的梁。
3.2正横向压电系数direct transverse piezoelectric coefficient由应变或应力产生的电荷或电压,通过计算得到压电薄膜的横向压电系数。
3.3逆横向压电系数converse transverse piezoelectric coefficient由电场或电压引起的应变或应力,通过计算得到压电薄膜的横向压电系数。
4 MEMS压电薄膜试验台4.1 概述以下横向压电特性的测量方法适用于单压电层梁。
MEMS压电薄膜横向压电系数试验台的功能模块或组件的基本构成见图1。
试验台符号和名称见表1。
12标引序号说明: 1 被测压电薄膜2 与被测薄膜上下表面接触的电极(2a 为上电极,2b 为下电极)3 基底4 夹具5 线性执行器(不用于逆压电效应测量)6 位移计7 测量并计算正横向压电系数的电测量仪器(即电压表、电荷计、电流表、示波器或锁相放大器)和测量并计算逆横向压电系数的激励源(函数发生器和放大器)图1 MEMS 压电薄膜的正和逆横向压电系数试验台表 1试验台的符号和名称推导的横向压电系数(表 1 试验台的符号和名称(续)4.2 功能模块和组件4.2.1 概述MEMS压电薄膜横向压电系数试验台各核心功能模块或组件的具体说明见4.2.2至4.2.6。
mems压阻式传感器产品结构

mems压阻式传感器产品结构MEMS压阻式传感器是一种基于微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)技术的压力传感器。
其产品结构主要包括敏感层、衬底层、电极层和封装层等几个关键部分。
敏感层是MEMS压阻式传感器的核心部分,通常由多晶硅材料制成。
它采用了特殊的加工工艺,形成一种类似薄膜的结构。
当受到外部的压力作用时,敏感层上的晶体结构会发生微小的形变,进而引起其电阻值的变化。
衬底层是为了支撑敏感层而存在的。
它通常由硅材料制成,并与敏感层紧密结合。
衬底层具有良好的刚性和稳定性,能够防止敏感层因外力变形而破坏。
电极层位于敏感层的两侧,主要用于探测敏感层的电阻变化。
电极层通常由金属材料制成,具有良好的电导性和机械强度。
当敏感层发生形变时,电极层能够感知到并将信号传递给外部电路。
封装层是为了保护敏感层及其它组件而存在的。
传感器一般需要在复杂和恶劣的工作环境中运行,因此需要具备良好的密封性和耐腐蚀性。
封装层通常由特殊的高分子材料制成,能够有效防止外部环境对传感器的影响。
MEMS压阻式传感器的工作原理是基于压阻效应。
当外部施加压力时,这种压力会通过敏感层传递到衬底层,从而引起晶体结构微小的形变。
这一形变会导致敏感层电阻值的变化,进而产生电压信号。
这个信号可以通过电极层传输到外部电路,进行信号处理和数据分析。
MEMS压阻式传感器具有多种优势。
首先,它们具有较高的灵敏度和精度,能够准确地测量压力变化。
其次,它们具有较小的体积和质量,便于集成和安装在各种设备和系统中。
此外,它们还具有较低的功耗和较快的响应速度,适用于高频率和实时监测应用。
总之,MEMS压阻式传感器的产品结构主要包括敏感层、衬底层、电极层和封装层等几个关键部分。
通过利用压阻效应,它们能够准确地测量外部压力变化,并将信号传递给外部电路。
这种传感器具有高精度、小体积、低功耗和快速响应等优势,在各种工业和消费领域都有广泛的应用前景。
免疫传感器研究进展

免疫传感器研究进展艾民;张文艳【摘要】免疫传感器是将高灵敏的传感技术与特异性免疫反应结合起来,用以监测抗原抗体反应的生物传感器,具有快速、灵敏、选择性高、操作简便等特点,已广泛地应用在临床各个领域。
随着传感器的发展,出现了压电免疫传感器、脂质体免疫传感器、表面等离子体共振免疫传感器、光导纤维免疫传感器等新型免疫传感器。
近年来,纳米技术逐步进入电化学免疫传感器领域,并引发突破性的进展。
纳米材料因其具有独特的性质,被广泛应用于研制和发展具有超高灵敏度、超高选择性的免疫传感器。
本文就新型免疫传感器及其临床应用做一综述。
%Immunosensors,with the features of rapid,sensitive,high selectivity and simple operation,combining highly sensitive sensor technology with specific immune response,are biological sensors used to monitor the antigen-antibody reaction and are widely used in【期刊名称】《长春大学学报(社会科学版)》【年(卷),期】2011(021)006【总页数】3页(P83-85)【关键词】免疫传感器;临床;生物传感器【作者】艾民;张文艳【作者单位】长春大学特殊教育学院,长春130022;吉林省妇幼保健院,长春130061【正文语种】中文【中图分类】TP212.2自从1972年,Shons等[1]首次在石英晶体表面涂覆一层塑料薄膜以吸附蛋白质,成功制备了用于测定牛血清白蛋白抗体的压电晶体免疫传感器,从而使压电现象用于免疫测试的想法成为现实。
压电免疫传感器作为一种新型生物免疫检测系统,因其具有高特异性、高灵敏度、响应快、小型简便等特点,,得到了飞速的发展,人们已经用它对多种抗原或抗体进行快速的定量测定及反应动力学进行研究。
【国家自然科学基金】_压电石英晶体_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

科研热词 阻抗分析 谐波 泛音 带通型 宽带型 基频 响应特性 压电石英晶体
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2011年 科研热词 推荐指数 赤芍801 1 白细胞介素-6及其受体 1 生物素-亲和素 1 混合式模拟退火遗传算法 1 旋转料台 1 复合控制 1 压电石英晶体微天平 1 作用机理 1 x射线角分类机 1 lugre模型 1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
科研热词 推荐指数 石英晶体微天平 2 阵列 1 适配子 1 表皮葡萄球菌 1 纳米金 1 稳定性 1 生物传感器 1 普鲁士蓝 1 方法学比较 1 探针 1 振荡频率 1 微球蛋白 1 差频 1 尿液 1 寡核苷酸探针 1 基因 1 双通道压电石英晶体微天平 1 压电石英晶体生物传感器 1 压电石英晶体传感器 1 压电dna传感器 1 免疫球蛋白 1 免疫传感器 1 信号放大 1 产气荚膜梭菌α 毒素 1 两电极液态/固态循环伏安行为 1 uv-vis光谱电化学 1 hrp 1 dab 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 推荐指数 频移响应 1 菌落总数 1 米粉 1 快速检测 1 压电体声波传感器 1 rice noodles 1 rapid determination 1 piezoelectric bulk acoustic wave 1 biosensors frequency shift response 1 bacteria counts 1
2013年 序号 1 2 3 4 5
电化学传感器的应用及发展前景

电化学传感器的应用及发展前景work Information Technology Company.2020YEAR苏州大学研究生考试答卷封面考试科目:仪器分析考试得分:________________ 院别:材料与化学化工学部专业:分析化学学生姓名:饶海英学号: 20114209033授课教师:考试日期: 2012 年 1 月 10 日电化学传感器的应用研究摘要:随着电分析技术的发展,电化学传感技术越来越成为生命科学、临床诊断和药学研究的重要手段之一。
本文主要介绍了电化学发光免疫传感器,电化学DNA传感器、电化学氧传感器、纳米材料电化学传感器的基本概念、原理,以及这些传感器在各领域的应用。
关键词:电化学传感器免疫传感器传感器电化学传感技术的核心是传感器。
传感器能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。
传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子线路所组成,是将一种信息能转换成可测量信号(一般指电学信号)的器件。
传感器可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。
本文以化学传感器尤其是电化学传感器进行研究。
电致化学发光(Electrogenerated chemiluminescence),也称电化学发光(Electrochemiluminescence),简称ECL,是通过电极对含有化学发光物质的体系施加一定的电压或通过一定的电流,电极氧化还原产物之间或电极氧化还原产物与体系其它共存物质之间发生化学反应并生成某种不稳定的中间态物质,该物质分解而产生的化学发光现象。
电致化学发光技术是电化学与化学发光相结合的检测技术,该技术既集成了发光与电化学分析技术的优点,又具有二者结合产生的可控性、选择性、重现性好、灵敏度高、检测限低及动力学响应范围宽等新优势[ 1~3 ]。
电化学传感器可分为以下几个类型。
①吸附型:通过吸附方式将修饰物质结合在电极表面得到的修饰电极为吸附型化学修饰电极。
压电MEMS传感器介绍及原理解析
压电MEMS传感器介绍及原理解析当外界施加压力或作用力到传感器上时,压电材料会发生形变,导致材料内部电荷分布发生改变。
这种电荷分布的变化可以通过连接在传感器上的电极来测量。
根据电荷量的变化,可以推导出传感器受到的压力、力量或其他机械量。
压电MEMS传感器的尺寸通常很小,可以制作成微型芯片。
这种微小尺寸的设计使得传感器可以在各种应用中得到广泛应用,例如汽车安全、医疗器械、工业自动化等。
此外,压电MEMS传感器还具有高灵敏度、高频响应和低功耗的优点。
原理解析:1.压电效应:压电效应是指一些材料在受到机械应力时会产生电荷分布的现象。
这些材料被称为压电材料,常见的包括压电陶瓷和压电聚合物。
当压力施加到压电材料上时,材料内的晶格结构发生变化,导致正负电荷分布不均衡,从而产生电势差。
2.压电材料选择:传感器的灵敏度和性能与选择的压电材料密切相关。
铅锆钛酸钡(PZT)是最常见的压电陶瓷材料,具有良好的压电性能和稳定性。
而压电聚合物材料则具有更高的柔韧性和可塑性,适用于柔性传感器的应用。
3.微结构设计:传感器的微结构常常采用悬臂梁、柱状结构或薄膜结构等形式。
这些微结构用于将外界施加的压力或力量转换为压电材料的变形。
设计合理的微结构能够增加传感器的敏感度和响应速度。
4.电极连接和信号测量:为了测量传感器中电荷分布的变化,需要将电极与压电材料连接起来。
一般情况下,电极通过金属线缆连接到传感器芯片的外部电路中。
在外部电路中,电荷的变化可以转化为电压或电流信号,进而进行放大、滤波和处理。
纳米材料的压电性质研究
纳米材料的压电性质研究纳米科技在当今的科学研究和工业生产中占有重要的地位,而纳米材料的性质也随着纳米技术的发展而得到了更加深入的研究和应用。
其中压电性质也是纳米材料研究的热点之一。
所谓压电效应,是指材料在受到外部作用力时,会发生变形现象并随之产生电极化,也就是在材料的左右两边产生电场差。
而在反过来,当电场作用于材料时,材料也会产生形变。
这种特殊的材料性质被广泛应用于传感器、机械振动、精密电子设备等领域。
而在纳米技术的应用中,纳米材料的压电性质也开始展现出独特的特性。
一方面,由于纳米材料的特殊结构和表面效应,可以极大地影响其压电性质。
例如,纳米金棒或纳米线的形状、大小和方向等,会明显影响其压电性能。
此外,由于纳米材料的表面具有相当大的比表面积,这意味着纳米材料可以更好地吸附电荷,而且在压电作用下,材料表面的电能往往会高于材料内部的电能。
另一方面,由于纳米材料的特殊结构和表面效应,可以使传统材料的性能得到进一步提升。
例如,陶瓷材料的压电性能较好,但往往难以加工和成型。
而纳米陶瓷材料则可以通过纳米技术来制备,并在电子设备、摩擦材料等领域获得广泛应用。
此外,纳米复合材料也具有优异的压电性能,可以应用于超声波传感器、智能结构等领域。
除此之外,压电纳米材料的研究还具有广泛的应用前景和研究意义。
例如,使用压电纳米材料设计的新型传感器可以检测非常微小的物理量,如温度、压力、位移等。
此外,纳米材料的可塑性和柔性也使其逐渐被应用于制备各种柔性电子设备。
总之,纳米材料的压电性质研究具有非常重要的研究意义和应用前景。
在今后的研究中,我们可以继续深入探究纳米材料的特殊结构和表面效应对其压电性能的影响,利用纳米技术制备各种新型的压电材料,并探索其在传感器、机械振动、电声学等领域的应用,促进纳米科技的再创新高。
纳米金表面修饰提高压电免疫传感器性能研究
s o d t a h u f c d f a in wih Na o g l a t ls c u d e h n et e i h we h tt e s ra emo ii t t n — o d p r i e o l n a c h mmu o e s r Sp r o ma c e c o c n s n o ’ e f r n ei d — n
压 电免疫 传感 检测 是一种 新 型免 疫检 测 手段 , 它结 合 了压 电质 量传 感 的高度灵 敏性 与免疫 反应 的 高度 特异 性 。该 法 无 需使 用 各 种 标记 物 , 有 操作 具 简单 , 检测 快速 , 时在线监 测 以及易 实现分 析 的 自 实 动化 、 微型 化 、 成化 等优点 , 集 已广泛用 于 医学 诊 断 、
t c in s nstviy,r p odu I t d r g ne a i . The r a—i e r ge r to ro m a c f t e s ns s a s e to e ii t er cbm y an e e r ton e ltm e ne a i n pe f r n e o h e or wa lo v r o . e y g od Ke r s: e o lc rc i m u s ns ; n no g d;s l s e b y; s ra e m o fc ton y wo d piz ee ti m no e or a — ol efa s m l u fc diia i
The n, a pe o l crc i m un e o s d v l pe nd s c e d d i t ci g go ta ihum a I iz e e t i m os ns r wa e e o d a u c e e n de e tn a nt— n gG y t re t d b he o in e i m o lz in o m a gG s d o h pe ili e a ton b t e n PA d a i d S Fe do an。 The r s ls m bi ato fhu n I i ba e n t e s ca nt r c i e w e S an ntbo y’ m i e u t
纳米电化学生物传感器重点
收稿:2008年3月, 收修改稿:2008年8月 *深圳大学科研启动基金项目(No. 200818 资助**通讯联系人 e 2mail:yang hp@. cn纳米电化学生物传感器*杨海朋**陈仕国李春辉陈东成戈早川(深圳大学材料学院深圳市特种功能材料重点实验室深圳518060摘要纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质, 与特异性分子识别物质如酶、抗原P 抗体、D NA 等相结合, 并以电化学信号为检测信号的分析器件。
本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势, 综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展, 包括纳米颗粒生物传感器, 纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器, 以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。
关键词生物传感器电化学传感器纳米材料生物活性物质固定化中图分类号:O65711; TP21213 文献标识码:A 文章编号:10052281X(2009 0120210207Nanomaterials Based Electrochemical BiosensorsY ang Haipeng**Chen Shiguo Li Chunhui Chen Dongche ng Ge Zaochuan (Shenzhen Key Laboratory of Special Functional M aterials, College of Materials Science and Engineering,Shenzhen University, Shenzhen 518060, ChinaAbstract Biosensors w hich utilize immobilized bioac tive compounds (such as enz ymes, antigen, antibody, D N A, etc. f or the c onversion of the target analytes into electroc he mically detectable products is one of the most widely used detection methods and have become an area of wide ranging research activity. The advances in biocompatible nano technology make it possible to develop ne w biosensors. A variety of biosensors with high sensitivity and excellent reproducibility based on nano technology have been reported in recent years. In this paper, the development of the researches on nano amperometric biosensors, one of the most important branches of biosensors, is revie wed. Nanoscale architectures here involve nano 2particles, nano 2wires and nano 2rods, nano 2sheet, nano 2array, and carbon nanotube, etc. Remarkable sensitivity and stability have been achieved by coupling immobilized bioactive compounds and these nanomaterials.Key words biosensors; electroche mistry sensors; nanomaterials; bioactive compounds; immobiliz ationContents1 Introduction to biosensors2 Nanomaterials based electrochemical biosensors 2. 1 Challenges and developments of biosensors 2. 2 Introduction of nanomaterials2. 3 Nanomaterials based electrochemical biosensors 2.3. 1 Nano particles based electrochemical biosensors2. 3. 2 Nanowires and nanorods based electrochemical biosensors2. 3. 3 Carbon nanomaterials basedelectrochemicalbiosensors2. 3. 4 Nano array based electrochemical biosensors 2. 3. 5 Nanosheets based electrochemical biosensors 3 Concluding remarks第21卷第1期2009年1月化学进展PRO G RESS I N C HE M IST RYVol. 21No. 1 Jan. , 20091 生物传感器概述生物传感器通常由生物识别元件(bioreceptor 和信号转换器件(transducer 两个部分组成:生物识别单元具有专一的选择性, 可以获得极其高的灵敏度; 而信号转换器通常是一个独立的化学或物理敏感元件, 可采用电化学、光学、热学、压电等多种不同原理工作。
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基于纳米金单层的压电传感器
2016-06-24 13:08来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部
基于金纳米粒子构建的传感界面
近年来,以纳米粒子构建各种纳米结构功能膜越来越受到人们的青睐. 纳米尺寸的金颗粒具有比表面积大、吸附力强、生物相容性好等物理化学特性,它在材料学、电子学、生物医药以及临床诊断等研究领域均有重要应用.Cotton小组和Natan小组分别将金、银纳米颗粒固定在带有氨基、巯基和氰基的硅烷化玻璃或石英表面,研究了这些基底的表面增强拉曼散射(SERS)活性. 陈洪渊等将纳米金组装于单分子自组装膜上,用于吸附酶研究电催化还原过氧化氢. 在分析化学研究领域,纳米金粒子主要集中在表面增强拉曼基底处理, 电分析及表面等离子体共振(SPR)等方面,将其用于压电生物免疫传感器的研究尚罕见报道.
血清IgM是一种分子量最大的免疫球蛋白,它具有沉淀、凝集、补体结合和中和病毒等多种功能. 血清中IgM的含量测定对 Waldenstrom’s巨球蛋白血症的诊断具有特别重要的意义. 临床常用的检测方法主要有免疫扩散法( RID)、免疫比浊法(ITA)和酶联免疫(ELISA)法等.
湖南大学化学化工学院沈国励等人利用等离子体聚合膜沉积技术和纳米金亚单层自组装技术设计传感器界面 ,用于固定羊抗人IgM 抗体 ,研制了一种
新的IgM压电免疫传感器. 先在石英晶振上沉积正丁胺等离子体聚合膜 ,通过戊二醛交联结合一半胱胺单层膜 ,利用膜上巯基与纳米金键合组装纳米金亚单层,得到可用于固定 IgM 抗体的界面,再以牛血清白蛋白(BSA)和聚乙二醇( PEG)封闭晶振上的非特异性吸附位点. 实验探讨了影响纳米金自组装和抗体包被等主要实验参数和条件;考察了采用此固定化方法传感器的响应性能,与戊二醛共价交联固定法和金电极表面直接吸附固定法进行了比较. 结果表明,以纳米金单层作界面固定抗体时,具有传感界面不需活化、固定抗体的活性高、检测时的非特异性吸附小、传感器能反复再生等优点. 将传感器用于实际样品的检测 ,结果令人满意.。