[发明专利]一种纳米呼吸传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米呼吸传感器，其包括敏感单元（1）、恒压电源（2）、放大器（3）、模拟/数字转换器（4）、单片机（5）、液晶显示器（6）、存储器（7）和报警装置（8）；敏感单元（1）的一端接入恒压电源（2），另一端接入放大器（3），电流放大后经模拟/数字转换器（4）接入单片机（5），信号经处理后可由存储器（7）进行存储，并由液晶显示器（6）进行显示，并可通过报警装置（8）对异常信号进行报警；其中敏感单元（1）包括衬底（9）、分布在衬底上的微电极对（10）和定向搭接在微电极对间的敏感元件氧化锌纳米线（11），敏感元件与微电极对之间发生原子互扩散，形成牢固可靠的低电阻接触。

2.根据权利要求1所述的一种纳米呼吸传感器，其特征是：所述恒压电源的输出电压为1-3伏。

3.根据权利要求1所述的一种纳米呼吸传感器，其特征是：所述报警装置为声光报警，由蜂鸣器和二极管组成。

4.根据权利要求1所述的一种纳米呼吸传感器，其特征是：所述敏感单元的微电极对间距为100-5000纳米，电极高度为50-1000纳米，电极材料选自金、铂、钛、铜、铝中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种纳米呼吸传感器，其特征是：所述敏感单元的氧化锌纳米线的直径为10-500纳米，长度为100-6000纳米。

6.根据权利要求1-5之一所述的纳米呼吸传感器的制备方法，其包括：

步骤一，用微加工方法制备微电极对；

步骤二，用交流电泳方法在微电极对间定向组装氧化锌纳米线，通过改变电压和频率，控制氧化锌纳米线的数目；

步骤三，用高频超声波能量键合微电极对上的氧化锌纳米线，使其与微电极间发生原子的互扩散，形成可靠的低电阻接触，从而形成敏感单元；

步骤四，通过模拟电路形成电源和放大器，通过数字电路和单片机形成模拟/数字转换、液晶显示器、存储和报警装置；

步骤五，敏感单元输出的电流信号经过放大器电路处理，转换为电压信号，被模拟/数字转换器采集并转化为数字信号，最终由单片机进行处理；

经过上述步骤，当呼吸气流通过氧化锌纳米线时，氧化锌的电导发生变化，根据液晶显示器显示的电流曲线变化和报警装置对异常信号的报警，即可得到用于监测不同呼吸频率和强度的纳米呼吸传感器。

7.根据权利要求6所述的纳米呼吸传感器的制备方法，其特征是：步骤二中，电泳电压采用交流电，频率为10³-10⁷赫兹，电压峰峰值为1-30伏，电泳液选自去离子水、乙醇、丙酮、乙二醇、异丙醇中的一种或两种混合。

8.根据权利要求6所述的纳米呼吸传感器的制备方法，其特征是：步骤三中，所述高频超声波通过焊头作用在氧化锌纳米线与微电极对间的接触面，超声波频率为10⁵赫兹，功率为1-1000瓦，焊头振幅为10-1000纳米，氧化锌纳米线与电极材料发生原子的互扩散而形成牢固可靠的低电阻接触。