CN107703328A - 基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器 - Google Patents
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Abstract
基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器，它涉及医疗健康型纳米材料传感技术领域；柔性纸质基底上并列设置有左方块电极和右方块电极，左方块电极和右方块电极上分别设置有左导电银浆和右导电银浆，左导电银浆和右导电银浆上分别固定有左铜输出导线和右输出导线；所述的左方块电极与右方块电极之间的柔性纸质基底上设置有PLLA纳米线序列，PLLA纳米线序列上覆盖有Kapton柔性胶带。本发明具有极高的灵敏度，其材料可降解对环境无污染，有极快的响应度和极好的稳定性，结构简单、可批量化生产且柔展性，亦可与腕式手表整合，具有舒适及方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及医疗健康型纳米材料传感技术领域，具体涉及基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器。
背景技术
人的一生有三分之一时间在睡眠中度过，睡眠质量不高，特别是睡眠运动状态糟糕对人的心理及生理健康都会造成严重损害。随着各种生理检测技术的发展，睡眠运动检测也从睡眠诊断的专业机构走向了居家环境下进行的日常保健行为。特别是婴儿睡眠运动传感、垂危病人生命体征苏醒传感检测、老人睡眠运动状态检测。传统的方式是摄像头监控，这样家长就可以随时查看孩子的睡眠有无异常，但是摄像头所提供的信息并不能正确及时的体现出来。压阻传感的确定是器件需要随时连接电源，改电源极有可能造成火灾或者对用户产生其它伤害。电容传感的原理器件的确定是测量结果不准确、响应速度慢以及稳定性差。另外由于纳米技术的飞速发展，纳米线因其尺寸效应相对于宏观物质具有高灵敏性，且可通过静电纺丝的方式大批量生产PLLA纳米线。
常见的睡眠运动传感器，例如摄像头方式光感型的制备成本高昂，环境要求极为苛刻且所提供的信息并不能正确及时的体现出来。而压阻传感的确定是器件需要随时连接电源，改电源极有可能造成火灾或者对用户产生其它伤害。电容传感的原理器件的确定是测量结果不准确、响应速度慢以及稳定性差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种具有加工工艺简单、成本低、可降解无污染、高柔性、轻便等优点的基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含左铜输出导线、柔性纸质基底、左方块电极、左导电银浆、Kapton柔性胶带、PLLA纳米线序列、右导电银浆、右方块电极、右输出导线；所述的柔性纸质基底上并列设置有左方块电极和右方块电极，左方块电极和右方块电极上分别设置有左导电银浆和右导电银浆，左导电银浆和右导电银浆上分别固定有左铜输出导线和右输出导线；所述的左方块电极与右方块电极之间的柔性纸质基底上设置有PLLA纳米线序列，PLLA纳米线序列上覆盖有Kapton柔性胶带。
作为优选，所述的柔性纸质基底作为PLLA纳米线序列的载体，具有弹性且极易嵌入到传单、床垫，从而方便工艺制备，且质量轻、抗冲击性能好。
作为优选，所述的PLLA纳米线序列提供电信号，可极大增大压电输出信号。
作为优选，所述的左方块电极与右方块电极提供电流或电荷输出负载模块。
作为优选，所述的PLLA纳米线序列通过静电纺丝制备，可产生有序的纳米线序列，且能保证压电方向的一致性。
本发明的工作原理为：当基于床单的纸质可降解纳米线(PLLA)序列睡眠运动传感器安装固定在床单或者床垫里面，随着人体睡眠运动翻滚或人体运动，嵌入在纸质可降解基底上的压电PLLA纳米线序列也会随人体睡眠运动翻滚或人体运动而发生弯曲振动，由于压电材料PLLA物理特性，PLLA纳米线两端会交替产生瞬间电荷，其产生的电荷经过叉指电极输出可被探测，输出的瞬态电流即可表征人体睡眠运动翻滚。
采用上述结构后，本发明产生的有益效果为：
1、具有极高的灵敏度，有极快的响应度和极好的稳定性，结构简单、可批量化生产且柔展性，亦可与腕式手表整合，具有舒适及方便等特点；
2、可降解材料，绿色环保，可以使压电方式的单根纳米线输出电荷极大增加，从而可极大提高器件的灵敏度；
3、充分考虑了纳米线序列的高灵敏度以及电荷累加特性，采用静电纺丝制备出有序的纳米线序列，从而进一步极大提高传感器件的灵敏度、其工艺简单、成本低廉等优势。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明测试短路电流输出曲线图；
图3是本发明测试开路电压输出曲线图。
附图标记说明：
左铜输出导线1、柔性纸质基底2、左方块电极3、左导电银浆4、Kapton柔性胶带5、PLLA纳米线序列6、右导电银浆7、右方块电极8、右输出导线9。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参看如图1——图3所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含左铜输出导线1、柔性纸质基底2、左方块电极3、左导电银浆4、Kapton柔性胶带5、PLLA纳米线序列6、右导电银浆7、右方块电极8、右输出导线9；所述的柔性纸质基底2上并列设置有左方块电极3和右方块电极8，左方块电极3和右方块电极8上分别设置有左导电银浆4和右导电银浆7，左导电银浆4和右导电银浆7上分别固定有左铜输出导线1和右输出导线9；所述的左方块电极3与右方块电极8之间的柔性纸质基底2上设置有PLLA纳米线序列6，PLLA纳米线序列6上覆盖有Kapton柔性胶带5。
所述的柔性纸质基底2作为PLLA纳米线序列6的载体，具有弹性且极易嵌入到传单、床垫，从而方便工艺制备，且质量轻、抗冲击性能好。
所述的PLLA纳米线序列6提供电信号，可极大增大压电输出信号。
所述的左方块电极3与右方块电极8提供电流或电荷输出负载模块。
所述的PLLA纳米线序列6通过静电纺丝制备，可产生有序的纳米线序列，且能保证压电方向的一致性。
本具体实施方式采用金、铜或银等金属作为左输出导线1与右输出导线9，这类材料价格便宜、导电率高、且容易获得；其导线的直径可为0.1mm-1mm；
本具体实施方式所述的柔性纸质基底2优先选用常用纸张，或者PET或Kapton，该类材料价格便宜，柔性度好，对人体没有伤害；其中柔性基底的厚度可为20μm-2mm。
本具体实施方式优先选用静电纺丝方法制备PLLA纳米线序列6，其原因是该方法简单且产生的PLLA纳米线序列排序规整。优先使用PLLA与二氯甲烷(DCM)的溶液配比为10％-25％，主要原因是该配比可仿出理想的有序PLLA纳米线。
本具体实施方式的工作原理为：当基于床单的纸质可降解纳米线(PLLA)序列睡眠运动传感器安装固定在床单或者床垫里面，随着人体睡眠运动翻滚或人体运动，嵌入在纸质可降解基底上的压电PLLA纳米线序列也会随人体睡眠运动翻滚或人体运动而发生弯曲振动，由于压电材料PLLA物理特性，PLLA纳米线两端会交替产生瞬间电荷，其产生的电荷经过叉指电极输出可被探测，输出的瞬态电流即可表征人体睡眠运动翻滚。
采用上述结构后，本具体实施方式产生的有益效果为：
1、具有极高的灵敏度，有极快的响应度和极好的稳定性，结构简单、可批量化生产且柔展性，亦可与腕式手表整合，具有舒适及方便等特点；
2、可降解材料，绿色环保，可以使压电方式的单根纳米线输出电荷极大增加，从而可极大提高器件的灵敏度；
3、充分考虑了纳米线序列的高灵敏度以及电荷累加特性，采用静电纺丝制备出有序的纳米线序列，从而进一步极大提高传感器件的灵敏度、其工艺简单、成本低廉等优势。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器，其特征在于：它包含左铜输出导线、柔性纸质基底、左方块电极、左导电银浆、Kapton柔性胶带、PLLA纳米线序列、右导电银浆、右方块电极、右输出导线；所述的柔性纸质基底上并列设置有左方块电极和右方块电极，左方块电极和右方块电极上分别设置有左导电银浆和右导电银浆，左导电银浆和右导电银浆上分别固定有左铜输出导线和右输出导线；所述的左方块电极与右方块电极之间的柔性纸质基底上设置有PLLA纳米线序列，PLLA纳米线序列上覆盖有Kapton柔性胶带。
2.根据权利要求1所述的基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器，其特征在于：所述的柔性纸质基底作为PLLA纳米线序列的载体，具有弹性且极易嵌入到传单、床垫，从而方便工艺制备，且质量轻、抗冲击性能好。
3.根据权利要求1所述的基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器，其特征在于：所述的PLLA纳米线序列提供电信号，可极大增大压电输出信号。
4.根据权利要求1所述的基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器，其特征在于：所述的左方块电极与右方块电极提供电流或电荷输出负载模块。
5.根据权利要求1所述的基于床单的纸质可降解纳米序列睡眠运动传感器，其特征在于：所述的PLLA纳米线序列通过静电纺丝制备，可产生有序的纳米线序列，且能保证压电方向的一致性。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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