[发明专利]一种核壳结构微纳材料湿度传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳结构微纳材料湿度传感器，其特征在于它包括硅片、包覆层及 电极，硅片上涂敷包覆层，电极设于硅片上；所述包覆层是以聚乙烯醇、聚乙 烯吡咯烷酮或聚苯乙烯高分子聚合物将金属纳米颗粒整体包覆后形成一种核壳 结构的微纳材料；所述金属纳米颗粒为金、银、铜或铝纳米颗粒。

2.一种权利要求1所述核壳结构微纳材料湿度传感器的制备方法，其特征 在于该方法以金属-聚合物的核壳结构材料涂覆于硅片表面，然后做上电极进行 封装而成，具体制作包括以下步骤：

(一)金属纳米颗粒溶液的制备

采用醇还原法、柠檬酸钠还原法或硼氢化钾还原法将金、银、铜或铝还原 成金属纳米颗粒的溶液，以作为放大电学量的载体备用；

(二)聚合物溶液的制备

采用对湿度敏感的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚苯乙烯与水按1∶20的 质量比配制成相应的聚合物溶液备用；

(三)硅片的表面氧化处理

a、将硅片放入硫酸与双氧水按体积比为3∶1配制的溶液中清洗10min，其 硫酸浓度为98％，双氧水浓度为30％；

b、将上述硅片取出，用去离子水中清洗；

c、将上述清洗后的硅片放入浓度为99.7％的乙醇溶液中浸泡10min；

d、将硅烷耦联剂或1，6-己二硫醇加入到99.7％的乙醇溶液中，配置成1mM 的溶液，搅拌均匀后加热至沸腾，然后放入上述硅片在沸腾的溶液中浸泡45min；

e、将上述硅片取出，用浓度为99.7％的乙醇溶液浸泡10min，以去除多余 的硅烷耦联剂或1，6-己二硫醇；

f、将上述硅片用去离子水清洗，然后放入100℃的烘干机上烘干待用；

(四)硅片的涂覆和封装

a、将上述聚合物溶液加入到金属纳米颗粒溶液中，在磁力搅拌下反应2～3 小时，聚合物溶液与金属纳米颗粒溶液的体积比为1∶10，使得聚合物将金属纳 米颗粒整体均匀包覆后形成一种以金属纳米颗粒为核，聚合物为壳的核壳结构 的微纳材料溶液；

b、将上述经氧化处理的硅片放在涂胶机上，用上述核壳结构的微纳材料溶 液加滴在硅片表面，并开动涂胶机以500转/秒转速转动5秒，然后再以2000 转/秒转速转动20～30秒，使得核壳结构的微纳材料均匀涂覆于硅片的表面， 然后按工艺要求制作电极，并进行传感器结构引线封装，制得核壳结构的微纳 材料湿度传感器。