CN107238448B - 一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器 - Google Patents
一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107238448B CN107238448B CN201710316423.8A CN201710316423A CN107238448B CN 107238448 B CN107238448 B CN 107238448B CN 201710316423 A CN201710316423 A CN 201710316423A CN 107238448 B CN107238448 B CN 107238448B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flexible
- metal
- layer
- type temperature
- brush material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 Formic acid glycol ester Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 7
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 6
- 229920001486 SU-8 photoresist Polymers 0.000 claims description 5
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 claims description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 4
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002063 nanoring Substances 0.000 claims description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 claims 7
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 208000021760 high fever Diseases 0.000 claims 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 11
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 3
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical compound [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000010259 detection of temperature stimulus Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- HURSIASBWGCKKE-UHFFFAOYSA-N naphthalene naphthalene-1-carboxylic acid Chemical compound C1(=CC=CC2=CC=CC=C12)C(=O)O.C1=CC=CC2=CC=CC=C12 HURSIASBWGCKKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/12—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
- G01K11/16—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance of organic materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K2211/00—Thermometers based on nanotechnology
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明是一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器装置，上下两层柔性透明衬底(5)之间的表面有各有一层柔性聚合物分子刷材料层(2)，柔性聚合物分子刷材料层(2)的外端连接金属纳米颗粒(3)，相向排列的两层金属纳米颗粒(3)、柔性聚合物分子刷材料层(2)组成一单元结构，该单元结构可重复多层，柔性透明薄膜(1)位于上述结构周围，透明液体(4)填充于柔性聚合物分子刷材料层(2)与柔性透明薄膜(1)间，贴片(6)位于底层的柔性透明薄膜(1)下方并紧贴柔性透明薄膜(1)。本发明可用人眼直接观察或用相机拍摄贴片式温度传感器的发光颜色，适用于规则、不规则表面的物体，测量面积大、抗电磁干扰、响应快、成本低。
Description
技术领域
本发明属于温度和红外线传感器领域，具体而言，涉及一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，尤其涉及柔性、发光的贴片式温度和红外线传感器。
背景技术
目前的温度传感器，主要有接触式温度传感器和非接触式温度传感器。传统的接触式温度传感器主要包括热敏电阻和热电偶。热敏电阻利用自身的电阻—温度特性，温度变化，电阻值也发生变化，但是其自热现象严重影响了其测温精度。热电偶利用热电效应，将电偶两端的温度差转化为电动势差，但是其灵敏度较低、稳定性较差，高温下其自身的温度特性的非线性非常明显，限制了其测温精度。此外，以上两种传统的温度传感器，材质坚硬、外形规则，均无法实现不规则物体表面的温度测量，还会产生电磁干扰，因此这类传感器的应用十分受限。非接触式温度传感器，如红外温度传感器，需要使用红外探测器实现对温度的感知，而这些红外探测器基本采用窄禁带半导体材料碲镉汞(HgCdTe)材料，每个图像传感器(Charge-coupled Device,CCD)价格高达数百万，十分昂贵。
局域等离激元共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)是金属纳米结构在亚波长范围内与光强烈相互作用引发的共振增强效应，能够将光局域在深度亚波长的范围内，随之而来会带来各种效应。1.产生热点效应，金属纳米颗粒的局域表面等离共振效应能够使得颗粒表面的光场强度显著增强。2.当金属纳米颗粒的间距改变时，局域等离激元共振峰的位置也发生变化。这种效应非常适合用作高灵敏度的传感器，例如：当温度传感器中加入金属纳米材料后，由于金属纳米材料的窄带增强效应与对颗粒间距变化的高灵敏度响应，将更容易通过发光光谱和颜色的变化反映出周围环境参数的变化，进而体现出温度的变化。
目前的现实工业生产场合中对温度传感器提出了更高的要求：1.在测量普通温度计无法或难以测量的部件、外表面(如具有不规则外形的物体的外表面以及危及生命的环境中物体)温度时，要求传感器能够贴合其形状，准确测得物体表面温度；2.在测量较大物体的温度时，要求传感器与被测物体的接触面积尽可能大，而不只是单点测量；3.在测量涉及电磁方面的仪器温度时，如医疗设备、油气罐等易燃易爆场景、射频微波设备及电力变压器等强电磁辐射设备，要求传感器不产生电磁干扰，也不怕电磁干扰。
综上所述，实现满足更高应用要求的温度传感器，关键在于在保证测量精度的前提下，对传感器柔性、大接触面积等特征的实现。目前的传感器中，难有同时满足高柔性、大接触面积、零电磁干扰、低成本等要求的结构，而这一关键瓶颈问题的解决，对实现新一代柔性传感器技术及其应用至关重要。
发明内容
技术问题：本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出了一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，适用于多种材料和形状的待测物体，提高测量的准确性与灵活性，从而可以实现对不规则物体温度的准确测量。
技术方案：本发明的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器基于局域表面等离激元增强机制，由柔性透明薄膜，柔性聚合物分子刷材料层，金属纳米颗粒，透明液体，柔性透明衬底，贴片组成，其位置关系如下：上下两层柔性透明衬底之间的表面有各有一层柔性聚合物分子刷材料层，柔性聚合物分子刷材料层的外端连接金属纳米颗粒，相向排列的两层金属纳米颗粒、柔性聚合物分子刷材料层组成一单元结构，该单元结构可重复多层，柔性透明薄膜位于上述结构周围，透明液体填充于柔性聚合物分子刷材料层与柔性透明薄膜间，贴片位于底层的柔性透明薄膜下方并紧贴柔性透明薄膜。
所述柔性透明薄膜的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚二甲基硅氧烷PDMS、SU-8光刻胶，其厚度范围为10至1000微米。其上下表面的形状可以是正方形、长方形、圆形、椭圆形等结构，其上下表面的面积范围为1至200平方厘米。
所述柔性聚合物分子刷材料层，由高热光系数、在生理温度范围内具有溶胀转变特性的热敏聚合物形成。
所述热敏聚合物为聚丙烯酸PAA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm、聚甲基丙烯酸MAA、聚4-二苯甲酮甲基丙烯酸酯BPMA。此外还可以掺杂高透光率、高热导率的石墨烯材料，该柔性聚合物分子刷材料层的厚度范围为100至1000纳米。
所述金属纳米颗粒为金、银、铂、钯金属材料；所述金属纳米颗粒形貌为具有窄带增效特性的纳米结构，高局域等离激元共振响应灵敏度范围为150至400纳米/折射率单位；所述金属纳米颗粒为单层，呈单分散状态，颗粒尺寸范围为20至200纳米，颗粒间距范围为100至300纳米。
所述具有窄带增效特性的纳米结构为三角板、十面体、纳米棒、纳米环、纳米星、纳米树枝、纳米旗。
所述透明液体为去离子水、乙醇、异丙醇、乙二醇，填充在聚合物分子间并充满柔性透明薄膜形成的空间内，用于补偿聚合物分子刷材料因状态改变造成的空间体积变化。
所述柔性衬底的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚二甲基硅氧烷PDMS或SU-8光刻胶，其厚度范围为10至100毫米。
所述贴片为可供重复黏贴于被测物体表面、柔性、易贴易撕、白色、不透明的凝胶贴片。
本发明的等离激元贴片式发光温度和红外线传感器的制备方法为：首先分别在上下两个柔性透明衬底上旋涂一层柔性聚合物分子刷材料，然后分别在柔性聚合物分子刷材料上自组装一层金属纳米颗粒，接着将两个柔性透明衬底间隔一定距离相对放置，在其周围包裹柔性透明薄膜材料，再灌装透明液体并密封，最后在柔性透明薄膜底部旋涂凝胶材料形成贴片。
传感器的测温方式：所述金属等离激元贴片式温度和红外线传感器既可以直接测量物体温度，又可以通过红外线的热效应检测红外线。对温度和红外线的传感结果有两种处理方式：1.人眼直接观察贴片式温度传感器的发光颜色，根据不同颜色与温度的对应关系确定被测物体的温度。2.使用数码相机对贴片式温度传感器发光面拍照，通过计算机提取照片中像素颜色信息，根据：颜色——局域等离激元共振峰位置——金属纳米颗粒间距——聚合物状态——温度的对应关系，确定被测物体的温度或红外线。
有益效果：本发明与现有的技术相比具有以下的优点：
1.本方法使用一系列柔性材料，相较于传统的材质坚硬、不可弯曲的温度传感器，该传感器柔性好、可贴服于不规则物体表面，实现对物体温度的精确测量。相较于传统的只能单点或小面积测量的温度传感器，该贴片式温度和红外线传感器可以与被测物体大面积接触，因而能实时测量同一物体不同部位的温度。与需要高昂成本的CCD的红外温度传感器相比，该方法利用金属纳米颗粒的局域等离激元共振特性反映温度变化，只需人眼直观或通过普通相机拍照与计算机分析，成本低。此外，与传统的运用电学原理的温度传感器相比，该方法通过光波传感温度信息，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。
2.本方法使用聚合物分子刷材料作为热敏传感的组成部分，与其他硼硅酸盐类无机材料、SU-8材料相比，热光系数提高了两个数量级，因而折射率变化对温度变化的响应更加明显，该贴片式温度和红外线传感器的精度更高。此外，在聚合物分子层加入高透光率、高热导率的石墨烯材料，可以在保证传感器透光度的同时，提高对被测物体温度的传感性能，从而提高该贴片式温度和红外线传感器的响应速度与准确性。
3.本方法使用无源的贴片式温度和红外线传感器，只需周围环境的漫反射光作为光源，本身没有任何功率损耗，也不产生明显的自热现象，因此该贴片式温度和红外线传感器功耗低，节能环保。
4.本方法通过凝胶贴片将温度传感器固定于被测物体表面，凝胶贴片易贴易撕，可重复使用而不对被测物体造成损伤，更加适用对柔软、弯曲、柔韧的生物组织的测量。
附图说明
图1是柔性发光温度传感贴片截面示意图(低温时)；
图2是柔性发光温度传感贴片截面示意图(高温时)；
图3是由重复多层的金属纳米颗粒、聚合物分子单元结构形成的柔性发光温度传感贴片截面示意图(低温时)；
图4是外形不规则的待测物体使用本柔性发光温度传感贴片前后效果示意图；
具体实施方式
本发明的金属等离激元贴片式发光温度和红外线传感器，包括：
所述金属等离激元贴片式温度和红外线传感器基于局域表面等离激元增强机制，所述金属等离激元贴片式温度和红外线传感器由柔性透明薄膜1，聚合物分子层2，金属纳米颗粒3，透明液体4，柔性透明衬底5，贴片6组成，其位置关系如下：上下两层柔性透明衬底5上有各有一层聚合物分子2，聚合物分子的一端连接金属纳米颗粒3，相向排列的两层金属纳米颗粒、聚合物分子组成一单元结构，该单元结构可重复多层，柔性透明薄膜1位于上述结构周围，透明液体4填充于聚合物分子与柔性透明薄膜间，贴片6位于底层柔性透明薄膜下方并紧贴薄膜。
传感器的测温方式：所述金属等离激元贴片式温度和红外线传感器既可以直接测量物体温度，又可以通过红外线的热效应检测红外线。对温度和红外线的传感结果有两种处理方式：1.人眼直接观察贴片式温度传感器的发光颜色，根据不同颜色与温度的对应关系确定被测物体的温度。2.使用数码相机对贴片式温度传感器发光面拍照，通过计算机提取照片中像素颜色信息，根据：颜色——局域等离激元共振峰位置——金属纳米颗粒间距——聚合物状态——温度的对应关系，确定被测物体的温度或红外线。
传感器的制备方法：首先分别在上下两个衬底上旋涂一层聚合物分子刷材料，然后分别在聚合物分子刷材料上自组装一层金属纳米颗粒，接着将两个衬底材料间隔一定距离相对放置，在其周围包裹柔性透明薄膜材料，再灌装透明液体并密封，最后在底部旋涂凝胶材料形成贴片。
本发明中，外部散射光经过上层透明薄膜，照射到传感器内部的金属颗粒上。由于被测物体温度改变，造成聚合物分子刷材料的状态改变，进一步造成两层连接在聚合物分子一端的金属纳米颗粒的间距改变，使得金属纳米颗粒SPR峰的位置变化，造成金属颗粒反射光的变化，最终造成贴片的颜色变化。
下面通过具体实施例和对比例进一步说明本发明：
1.将本温度传感贴片贴服于待测物体表面。
2.人眼直接观察贴片式温度传感器的发光颜色，根据不同颜色与温度的对应关系确定被测物体的温度。
3.使用数码相机对贴片式温度传感器发光面拍照，通过计算机提取照片中像素颜色信息，根据：颜色——局域等离激元共振峰位置——金属纳米颗粒间距——聚合物状态——温度的对应关系，确定被测物体的温度或红外线。确定被测物体温度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
Claims (9)
1.一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述传感器基于局域表面等离激元增强机制，由柔性透明薄膜(1)，柔性聚合物分子刷材料层(2)，金属纳米颗粒(3)，透明液体(4)，柔性透明衬底(5)，贴片(6)组成，其位置关系如下：上下两层柔性透明衬底(5)之间的表面分别有一层柔性聚合物分子刷材料层(2)，柔性聚合物分子刷材料层(2)的外端连接金属纳米颗粒(3)，相向排列的两层金属纳米颗粒(3)、柔性聚合物分子刷材料层(2)组成一单元结构，该单元结构可重复多层，柔性透明薄膜(1)位于柔性聚合物分子刷材料层(2)，金属纳米颗粒(3)，透明液体(4)，柔性透明衬底(5)所形成的结构周围，透明液体(4)填充于柔性聚合物分子刷材料层(2)与柔性透明薄膜(1)间，贴片(6)位于底层的柔性透明薄膜(1)下方并紧贴柔性透明薄膜(1)；所述柔性聚合物分子刷材料层(2)，由高热光系数、在生理温度范围内具有溶胀转变特性的热敏聚合物形成。
2.如权利要求1所述的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述柔性透明薄膜(1)的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚二甲基硅氧烷PDMS、SU-8光刻胶，其厚度范围为10至1000微米。
3.如权利要求1所述的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述热敏聚合物为聚丙烯酸PAA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm、聚甲基丙烯酸MAA、聚4-二苯甲酮甲基丙烯酸酯BPMA。
4.如权利要求1所述的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述金属纳米颗粒(3)为金、银、铂、钯金属材料；所述金属纳米颗粒形貌为具有窄带增效特性的纳米结构，高局域等离激元共振响应灵敏度范围为150至400纳米/折射率单位；所述金属纳米颗粒(3)为单层，呈单分散状态，颗粒尺寸范围为20至200纳米，颗粒间距范围为100至300纳米。
5.如权利要求4所述的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述具有窄带增效特性的纳米结构为三角板、十面体、纳米棒、纳米环、纳米星、纳米树枝、纳米旗。
6.如权利要求1所述的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述透明液体(4)为去离子水、乙醇、异丙醇、乙二醇，填充在聚合物分子间并充满柔性透明薄膜形成的空间内，用于补偿聚合物分子刷材料因状态改变造成的空间体积变化。
7.如权利要求1所述的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述柔性透明衬底(5)的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚二甲基硅氧烷PDMS或SU-8光刻胶，其厚度范围为10至100毫米。
8.如权利要求1所述的一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器，其特征在于：所述贴片(6)为可供重复黏贴于被测物体表面、柔性、易贴易撕、白色、不透明的凝胶贴片。
9.一种如权利要求1所述的金属等离激元贴片式温度和红外线传感器的制备方法，其特征在于：首先分别在上下两个柔性透明衬底(5)上旋涂一层柔性聚合物分子刷材料(2)，然后分别在柔性聚合物分子刷材料(2)上自组装一层金属纳米颗粒(3)，接着将两个柔性透明衬底(5)间隔一定距离相对放置，在两个柔性透明衬底(5)所形成的空间周围包裹柔性透明薄膜材料，再灌装透明液体(4)并密封，最后在柔性透明薄膜(1)底部旋涂凝胶材料形成贴片(6)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710316423.8A CN107238448B (zh) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | 一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710316423.8A CN107238448B (zh) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | 一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107238448A CN107238448A (zh) | 2017-10-10 |
| CN107238448B true CN107238448B (zh) | 2019-06-21 |
Family
ID=59985845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710316423.8A Active CN107238448B (zh) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | 一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107238448B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109276361B (zh) * | 2018-09-18 | 2021-11-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 退热贴 |
| CN109405996B (zh) * | 2018-10-17 | 2021-01-08 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种温度计及其控制方法 |
| CN112071205B (zh) * | 2020-09-11 | 2022-03-08 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种粘结结构及其制备方法、盖板及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007040585A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Jbh Co Ltd | 温度センサ及びこれを用いた暖房システム |
| CN102947683A (zh) * | 2010-04-26 | 2013-02-27 | Hme有限公司 | 温度传感器及采用该温度传感器的辐射温度计、温度传感器的制造方法、采用光刻胶膜的多层薄膜热电堆及采用该热电堆的辐射温度计、以及多层薄膜热电堆的制造方法 |
| WO2014089120A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Integrated Plasmonics Corporation | Plasmonic spectroscopic sensor and cuvette therefor |
| CN204788719U (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-18 | 广西师范大学 | 一种光栅结构的铌酸锂-金-铌酸锂表面等离子激元温度传感装置 |
| CN105371981A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-03-02 | 大连理工大学 | 内壁镀银液晶填充空心光纤表面等离子体共振温度传感器 |
| CN106153207A (zh) * | 2015-03-12 | 2016-11-23 | 中科鼎源（北京）科技有限公司 | 一种柔性温度传感器及其制备工艺 |
-
2017
- 2017-05-08 CN CN201710316423.8A patent/CN107238448B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007040585A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Jbh Co Ltd | 温度センサ及びこれを用いた暖房システム |
| CN102947683A (zh) * | 2010-04-26 | 2013-02-27 | Hme有限公司 | 温度传感器及采用该温度传感器的辐射温度计、温度传感器的制造方法、采用光刻胶膜的多层薄膜热电堆及采用该热电堆的辐射温度计、以及多层薄膜热电堆的制造方法 |
| WO2014089120A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Integrated Plasmonics Corporation | Plasmonic spectroscopic sensor and cuvette therefor |
| CN106153207A (zh) * | 2015-03-12 | 2016-11-23 | 中科鼎源（北京）科技有限公司 | 一种柔性温度传感器及其制备工艺 |
| CN204788719U (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-18 | 广西师范大学 | 一种光栅结构的铌酸锂-金-铌酸锂表面等离子激元温度传感装置 |
| CN105371981A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-03-02 | 大连理工大学 | 内壁镀银液晶填充空心光纤表面等离子体共振温度传感器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 金属局域表面等离激元共振和表面等离激元波导：原理和应用;王荣明等;《金属功能材料》;20161031;第23卷(第5期);第1-6页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107238448A (zh) | 2017-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107255532B (zh) | 一种金属等离激元贴片式发光温度和红外线传感器 | |
| CN107238448B (zh) | 一种金属等离激元贴片式温度和红外线传感器 | |
| Cheng et al. | Multiscale humidity visualization by environmentally sensitive fluorescent molecular rotors | |
| Tsai et al. | Thermal measurements and analyses of low-cost high-power LED packages and their modules | |
| Kim et al. | Detection of liquid–vapor–solid triple contact line in two-phase heat transfer phenomena using high-speed infrared thermometry | |
| Park et al. | Thermo‐adaptive block copolymer structural color electronics | |
| Zeng et al. | Multi-stimuli responsive chromism with tailorable mechanochromic sensitivity for versatile interactive sensing under ambient conditions | |
| Charaya et al. | Thermochromic and piezocapacitive flexible sensor array by combining composite elastomer dielectrics and transparent ionic hydrogel electrodes | |
| Li et al. | Dynamic camouflage characteristics of a thermal infrared film inspired by honeycomb structure | |
| Mendioroz et al. | Characterization of vertical buried defects using lock-in vibrothermography: I. Direct problem | |
| GB2550582A (en) | A skin inspection device identifying abnormalities | |
| Pech-May et al. | Simultaneous measurement of thermal diffusivity and effusivity of solids using the flash technique in the front-face configuration | |
| Qieni et al. | A method for measuring the thickness of transparent oil film on water surface using laser trigonometry | |
| Khalid et al. | Remote Thermal Sensing by Integration of Corner‐Cube Optics and Thermochromic Materials | |
| Pfattner et al. | A Highly Sensitive Pyroresistive All‐Organic Infrared Bolometer | |
| Anderson et al. | Liquid-crystal thermography: illumination spectral effects. Part 1—experiments | |
| Chen et al. | Dielectric function dependence on temperature for Au and Ag | |
| KR101737400B1 (ko) | 써모파일 온도센서 | |
| US11175127B2 (en) | System and method for large sample analysis of thin film | |
| CN102680111B (zh) | 一种可测量物体发热面积的红外热像仪及其测量方法 | |
| TW201249289A (en) | Thermal color-changeable mobile phone | |
| Chen et al. | A bio-inspired functional film embedded with fluorescent elastic microspheres for pressure sensing | |
| Grassi et al. | Calibration of a sheet of thermosensitive liquid crystals viewed non-orthogonally | |
| Geca et al. | Local liquid sample heating: integration and isolation of a micro-heater | |
| Yang et al. | Investigation into falling film outside horizontal tube based on diode laser absorption spectroscopy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |