[发明专利]基于柔性非对称薄膜的气体流向和流速的检测装置

权利要求书

1.一种柔性非对称薄膜，其特征在于，所述薄膜的正面为蜂窝状多孔结构，反面为平面结构；所述蜂窝状多孔结构中孔的直径为亚微米级，孔的深度为微米级，孔的密度为18～22个/μm²；

所述柔性非对称薄膜由以下方法制备：

(1)原料混合：将导电材料分散于第一DMF溶液得到A溶液，将骨架材料溶于第二DMF溶液得到B溶液，将A溶液与B溶液混合均匀得到黑色浆料；

(2)制备ZnO纳米棒阵列模板：在衬底板上旋涂ZnO种子液，退火后得到ZnO种子层，将ZnO种子层置于硝酸锌和六甲基四胺的混合液中保温，得到ZnO纳米棒阵列模板；

(3)倒模：将步骤(1)得到的黑色浆料涂敷在步骤(2)得到的ZnO纳米棒阵列模板上，黑色浆料固化后用稀盐酸腐蚀掉ZnO纳米棒阵列模板，再将衬底板分离，得到柔性非对称薄膜。

2.根据权利要求1所述的柔性非对称薄膜，其特征在于，步骤(1)中，所述导电材料为导电单体或导电聚合物，所述骨架材料为PMMA或PVDF。

3.根据权利要求1所述的柔性非对称薄膜，其特征在于，步骤(1)中，所述导电材料与第一DMF溶液的加入量的比值为2mg:1mL；所述骨架材料与第二DMF溶液的加入量的比值为0.2g:1mL；所述A溶液与B溶液的体积比为1:10。

4.根据权利要求1所述的柔性非对称薄膜，其特征在于，步骤(2)中，所述衬底板为FTO玻璃板；所述退火的温度为350～550℃，退火时间为30min，所述保温的温度为90℃，时间为6h。

5.一种气体流向和流速的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括权利要求1～4中任一项所述的柔性非对称薄膜；所述柔性非对称薄膜的正面与带叉指电极的第一柔性薄膜相对放置；所述柔性非对称薄膜的反面与第二柔性薄膜相对放置；所述叉指电极位于柔性非对称薄膜的正面和第一柔性薄膜之间；所述叉指电极的两端分别与第一导线和第二导线连接。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述第一柔性薄膜和第二柔性薄膜为PDMS膜或硅胶膜。

7.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述叉指电极为金电极，银电极，铂电极，铝电极或铜电极中的一种；所述叉指电极上设有若干叉指，叉指的宽度为50μm～1mm，叉指的厚度为50nm～1μm，叉指的间距为50μm～2mm；所述第一导线和第二导线均为漆包铜线。

8.权利要求5～7中任一项所述的检测装置的使用方法，其特征在于，所述方法为：

(1)将权利要求5～7中任一项所述的检测装置垂直固定于待检测气体流速和/或流向的管道内壁上，含有第一导线和第二导线的一端朝上；

(2)将第一导线与设置在管道外的电源连接，第二导线与设置在管道外的电流表连接；

(3)管道内先通入已知流速和流向的气体，根据电流变化率，做出校准曲线；

(4)管道内通入气体，通过电流变化率，根据校准曲线得出气体流速或判断气体流向。