CN110186875A

CN110186875A - 局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法及传感器

Info

Publication number: CN110186875A
Application number: CN201910424076.XA
Authority: CN
Inventors: 桑梅; 董洁; 王双; 韩群
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2019-08-30

Abstract

本发明涉及激光ph值测试技术，为提出远高于电极法能够到达的精度的ph值测量技术方案；同时，实现不受环境因素的影响，在强酸碱性、远距离等特殊环境下也能够进行测量，适用的范围更广。为此，本发明，局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法及传感器，包括少模长周期光纤光栅模式转换模块和裹覆金属纳米颗粒、石墨烯和聚苯胺复合纳米材料的传感单元两个模块，两个模块级联在一起，入射光输入到模式转换模块，使LP₀₁基模的能量转移到LP₀₂高阶模上，然后通过传感单元，建立PH值与波长变化量之间的关系，实现对外界待测物质的pH值传感测量。本发明主要应用于ph值测试传感器的设计制造场合。

Description

局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法及传感器

技术领域

本技术发明一种采用光纤倏逝波激发贵金属纳米阵列和氧化还原石墨烯与聚丙烯(rGO-Pani)混合物界面，形成局部表面等离子共振效应(LSPR)的溶液pH值传感器，尤其包含光纤LSPR传感装置。

背景技术

pH值是溶液中H⁺离子浓度的一种标度，也就是人们所熟知的溶液酸碱度的衡量标准。在化学反应、生物化学、环境科学、临床诊断化验、食品过程控制、制药合成、生物演化(如细菌、酶、DNA和细胞)等过程中，液体的pH值都起到至关重要的作用，pH值轻微的变化都会影响反应机制和生成结果，因此，在化学或者生物反应过程中对pH值的及时、精确的检测和控制都具有十分重要的意义。

传统测量pH值的手段是使用pH试纸，将试纸浸入待测溶液，试纸随溶液酸碱度改变颜色，然后用比色卡对比确定溶液的pH值，不论是“广泛试纸”还是“精密试纸”，这种方法检测精度最高不会超过0.1；采用电极法测量溶液pH值可以提高检测精度，主要原理是溶液中H⁺离子的浓度会改变溶液的电导率，从而在玻璃电极和参考电极之间产生相应的电位差，但这种方法在高碱度情况下会存在“碱误差”，即当溶液呈高碱性时，其H⁺离子浓度只有10^-14mol/l，电极间的电位差很小，以至难于检测。另外，电极法的检测探头体积比较大，一般都有玻璃外壳，不仅易破损，而且难以对微小区域(如细胞)、微量样品(如医学检样)中的pH值进行检测。随着现代生命科学、环境科学、食品科学等领域的发展，对pH值检测的速度和精度要求越来越高。

为了满足人民生活和科技发展中不断提出的高精度pH检测的需要，近年来出现了许多新型pH传感器的研究报道。如电化学传感器、生物传感器、量子点荧光传感器、基于高分子聚合物的传感器以及光学传感器。这几种传感器对pH检测的精度都有很大提高，也各有优缺点：量子点荧光传感器的pH测量范围窄(0.5～6)，响应时间最快为25s，且受光强起伏、温度和指示剂浓度影响较大；而电化学、聚合物、生物传感器普遍存在着仪器设备系统复杂、体积庞大、温度敏感、检测范围受限等问题。鉴于pH值检测和监测的重要性，迫切需要一种能够同时突破检测范围和检测精度的双重瓶颈的、结构小巧紧凑、系统稳定可靠的传感技术和器件。

因此，有必要提供一种新型的pH值传感器，以克服上述缺陷。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出新的光纤型溶液pH值传感器，检测精度理论上远高于电极法能够到达的精度；同时，该装置不受环境因素的影响，在强酸碱性、远距离等特殊环境下也能够进行测量，适用的范围更广。为此，本发明采取的技术方案是，局部表面等离子共振光纤型pH值测量传感器，包括少模长周期光纤光栅模式转换模块和裹覆金属纳米颗粒、石墨烯rGO和聚苯胺Pani复合纳米材料的传感单元两个模块，两个模块级联在一起，入射光输入到模式转换模块，使LP₀₁基模的能量转移到LP₀₂高阶模上，然后通过传感单元，使LP₀₂高阶模与包层中的低阶模式耦合来感知外界液体PH的变化，反映在透射谱中波长会发生漂移，建立PH值与波长变化量之间的关系，实现对外界待测物质的pH值传感测量。

模式转换模块是在少模光纤上用CO₂激光器直接写入长周期光栅，用以实现少模纤芯中的模式转换，将低阶模转变为高阶模，该高阶模进入级联的由同种少模光纤制备的传感单元；所述同种少模光纤侧面/端面为贵金属纳米微结构薄膜覆盖，rGO-Pain薄膜覆盖于周期性排列的所述贵金属纳米微结构薄膜构成金属-介质界面；所述高阶模进入级联的传感单元，高阶模态倏逝波激发贵金属纳米微结构薄膜周期性阵列，形成局部表面等离子共振LSPR，其共振频率受贵金属纳米颗粒和rGO-Pain薄膜介电特性的影响并与待测溶液pH值具有间接的物理关联，从而获得传感灵敏度检测。

局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法，采用还原氧化石墨烯rGO和聚苯胺Pani两种材料制备出对溶液H⁺和OH^-离子浓度敏感的纳米混合材料，构成传感介质；用少模光纤中传输的光通过模式转换作为泵浦光源，激发光纤侧面/端面上的贵金属纳米颗粒，将rGO-Pain薄膜覆盖于周期性排列的所述贵金属纳米颗粒上构成金属-介质界面，用少模光纤中的高阶模态倏逝波激发金属纳米颗粒阵列形成局部表面等离子共振LSPR，其共振频率受金属纳米颗粒和rGO-Pain薄膜介电特性的影响并与待测溶液pH值具有间接的物理关联，获得pH值与透射光谱中LSPR波长凹陷之间的关联，从而进行pH值检测。

对光纤的传感区域进行光栅刻写、拉锥、U型弯曲以及侧面切削处理，增强其对外界灵敏度的探测。

在少模光纤上用CO₂激光器直接写入长周期光栅，用以实现少模纤芯中的模式转换，将低阶模转变为高阶模，该高阶纤芯模进入级联的由同种少模光纤制备的pH检测敏感单元，与包层模之间相互作用，形成谐振峰，与金属-纳米复合材料中的表面等离子波相互耦合，从而提高pH值传感的灵敏度。

光纤包层经过拉锥、弯曲或者切削，并且表面制作有能够激发局部表面等离子体的金属纳米阵列和石墨烯介质薄膜，这个结构在光纤纤芯-包层界面倏逝波的激发下，会发生局部表面等离子共振，共振频率的光波得到激发而停留在金属-石墨烯表面，而其他频率的光波则继续传输，因此在输出端得到的透射频谱中就出现一个明显的凹陷，这个共振频率与还原石墨烯-聚苯胺薄膜对溶液中H+或者OH-离子的吸附相关，通过检测透射谱从而分析解调出溶液的pH值。

在预处理后的光纤表面蒸镀一层100nm左右厚度的金属薄膜Au/Ag，然后用超快纳秒激光对金属膜进行烧蚀处理，通过控制激光脉冲能量，可改变金属薄膜中原子之间的结合形态，使金属经历高温熔化、去湿、再凝结的历程，而形成直径在100nm左右，间隔在50～200nm的金属颗粒阵列，最后，将还原氧化石墨烯和聚苯胺纳米混合物均匀裹敷于金属层之上，加热烧结，就形成了LSPR的传感单元。

将rGO-Pani均匀地烧结在沉积了贵金属纳米颗粒的传感区域，形成LSPR传感单元，具体为将还原氧化石墨烯与苯胺粉末在盐酸水溶液中超声，用滴流法聚合5小时，然后经过清洗和干燥，得到rGO-Pani纳米复合材料，通过控制聚合和干燥条件将该纳米复合材料制成各种形状膜或棒，采用侧面镀膜或端面镀膜。

本发明的特点及有益效果是：

已有传统测量pH值的手段是使用pH试纸，将试纸浸入待测溶液，试纸随溶液酸碱度改变颜色，然后用比色卡对比确定溶液的pH值，不论是“广泛试纸”还是“精密试纸”，这种方法检测精度最高不会超过0.1；传统的工业或化验室采用电极法测量溶液pH值，主要是利用溶液中H+离子的浓度改变电导率，从而在玻璃电极和参考电极之间产生相应电位差，但这种方法也存在阻抗高、易破损，不能用于测量强酸性的HF溶液，且在高碱度情况下，每升溶液中H+的浓度只有10^-14mol/L，这时，依靠检测氢离子浓度的电极法就存在着原理上难以克服的“碱误差”的缺点；另外，电极法的检测探头体积比较大，一般都有玻璃外壳，难以对微小区域(如细胞)、微量样品(如医学检样)中的pH值进行检测。为了满足人民生活和科技发展中不断提出的高精度pH检测的需要，近年来出现了许多新型pH传感器的研究报道。如电化学传感器、生物传感器、量子点荧光传感器、基于高分子聚合物的传感器以及光学传感器。这几种传感器对pH检测的精度都有很大提高，也各有优缺点：量子点荧光传感器的pH测量范围窄(0.5～6)，响应时间最快为25s，且受光强起伏、温度和指示剂浓度影响较大；而电化学、聚合物、生物传感器普遍存在着仪器设备系统复杂、体积庞大、温度敏感、检测范围受限等问题。鉴于pH值检测和监测的重要性，迫切需要一种能够同时突破检测范围和检测精度的双重瓶颈的、结构小巧紧凑、系统稳定可靠的传感技术和器件。

本技术发明以构建在光纤表面的贵金属纳米颗粒阵列rGO-Pani纳米混合物薄膜为基础，以光纤模式转化提高激励效率，以LSPR作为pH传感的物理基础，研究H⁺和OH^-对rGO纳米材料半导体特性改变而带来的LSPR频谱变化的物理机制，避免了普通电极检测法只对H⁺浓度敏感的原理，突破强碱环境下pH检测的瓶颈限制，有望在检测灵敏度和器件微型化两个方面带来本质上的创新。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明的技术方法，下面将对实施方法中所需使用的附图作简单介绍：

图1为光纤传感单元制作的示意图。

图2为金属纳米颗粒沉积在传感模块示意图。

图3为纳米复合传感单元集成的示意图，分为端面镀膜和侧面镀膜两种。

图4为级联的光纤传感器示意图。

图1中：

1-1为拉锥倾斜少模长周期光纤光栅；

1-2为U型弯曲光纤；

1-3为侧面切削的少模长周期光纤光栅。

图2中：

2-1将金属纳米颗粒阵列制作在拉锥倾斜少模长周期光纤光栅端面；

2-2将金属纳米颗粒阵列制作在U型弯曲光纤；

2-3将金属纳米颗粒阵列制作在侧面切削的少模长周期光纤光栅端面。

图3中：

3-1将石墨烯-聚苯胺复合薄膜制作在拉锥倾斜少模长周期光纤光栅端面；

3-2将石墨烯-聚苯胺复合薄膜制作在侧面切削的少模长周期光纤光栅端面；

3-3将石墨烯-聚苯胺复合薄膜制作在侧面切削的少模长周期光纤光栅侧面；

3-4将石墨烯-聚苯胺复合薄膜制作在在U型光纤侧面；

3-5将石墨烯-聚苯胺复合薄膜制作在拉锥倾斜少模长周期光纤光栅侧面。

图4中：

4-1为少模长周期光纤光栅模式转换单元；

4-2为基于Au/Ag金属纳米阵列和rGO-Pani纳米混合物的LSPR型光纤pH传感器。

具体实施方式

本技术发明的目的是提供一种新的光纤型溶液pH值传感器，该传感器主要由Au/Ag金属纳米阵列和rGO-Pani纳米混合物构成的覆盖物和光纤共同组成，金属纳米阵列-介质界面在光纤中倏逝波的激发下，形成局部表面等离子共振(LSPR)，这种共振效应受激发光、金属纳米阵列的拓扑结构和电导率、介质覆盖层介电系数的影响，其中，介质层中的还原石墨烯和聚苯胺混合纳米物质的介电特性又对溶液H⁺和OH^-离子浓度特别敏感，因此，分析LSPR的光谱特性能够精确地检测出溶液中H⁺和OH^-的浓度，并且这种微纳尺度器件的检测精度理论上远高于电极法能够到达的精度；同时，该装置不受环境因素的影响，在强酸碱性、远距离等特殊环境下也能够进行测量，适用的范围更广。

本发明采用还原氧化石墨烯(rGO)和聚苯胺(Pani)两种材料制备出对溶液H⁺和OH^-离子浓度敏感的纳米混合材料，构成传感介质；用少模光纤中传输的光通过模式转换作为泵浦光源，激发光纤侧面/端面上的贵金属纳米颗粒，将rGO-Pain薄膜覆盖于周期性排列的金属纳米颗粒上构成金属-介质界面，用少模光纤中的高阶模态倏逝波激发金属纳米颗粒阵列形成局部表面等离子共振(LSPR)，其共振频率受金属纳米颗粒和rGO-Pain薄膜介电特性的影响并与待测溶液pH值具有间接的物理关联，从而获得传感灵敏度检测。通过研究少模光纤中的高阶传输模式与局部表面等离子激元耦合与作用的物理机制，获得pH值与透射光谱中LSPR波长凹陷之间的关联，从而拓宽pH值的检测范围，提高传感单元对pH变化的敏感度。

本技术发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

基于Au/Ag金属纳米阵列和rGO-Pani纳米混合物的LSPR型PH光纤传感装置，所述测量装置包括：

少模长周期光纤光栅的模式转换部分：在少模光纤上用CO₂激光器直接写入长周期光栅，用以实现少模纤芯中的模式转换，用光栅周期Λ₁来补偿纤芯中LP₀₁模式与LP₀₂模式之间的相位失配量，将低阶模转变为高阶模，让更多的光能量进入包层并直接与金属-纳米复合材料中的表面等离子波相互耦合，从而提高pH值传感的灵敏度。

光纤传感部分：对光纤进行U型弯曲、拉锥、侧面切削等处理，同时加以倾斜光栅、少模长周期光纤光栅等手段，增强其与外界环境的接触，增加传感的灵敏度。

本发明提出的基于局部表面等离子共振效应的光纤传感单元，是在少模光纤的基础上，经过脉冲激光直接写入两个级联的长周期光纤光栅(LPFG)构成的，其中，第一个LPFG起到模式转换的作用，将少模光纤中的基模纤芯能量(占到传输能量的80％以上)转换到高阶模式上，其转换效率最高可达90％；第二个LPFG首先需要进行二次加工增敏，在结构上进行拉锥、或者U型弯曲、或者侧面切削(这几种结构都包含在本专利权利中)，然后将金属纳米颗粒制作在处理后的光纤表面，再覆盖一层还原石墨烯-聚苯胺(rGO-Pani)薄膜，用来实现其对溶液pH值的传感检测。

具体地，在第一级LPFG中纤芯中的基模能量转换到纤芯高阶模式上之后，在第二级LPFG中就会更容易与光纤包层中的模式发生耦合，这是本发明重要的一部分；但是，光纤包层由于经过了拉锥、弯曲或者切削，并且表面制作了能够激发局部表面等离子体的金属纳米阵列和石墨烯介质薄膜，这个结构在光纤纤芯-包层界面倏逝波的激发下，会发生局部表面等离子共振，共振频率的光波得到激发而停留在金属-石墨烯表面，而其他频率的光波则继续传输，因此在输出端得到的透射频谱中就出现一个明显的凹陷，这个共振频率与还原石墨烯-聚苯胺(rGO-Pani)薄膜对溶液中H+或者OH-离子的吸附相关，因此，通过检测透射谱可以分析解调出溶液的pH值。

具体地，金属纳米颗粒阵列和rGO-Pani纳米复合材料的裹覆：将金属Au/Ag的微结构薄膜覆盖在光纤传感单元侧面或端面，随后，将rGO-Pani纳米复合材料薄膜裹覆在涂覆有金属纳米阵列的传感单元的外侧，通过金属(Au/Ag)微结构与rGO-Pani纳米混合物材料相互作用形成LSPR。研究表明rGO包含如羰基、羧基、醚和环氧树脂等多种功能团，有助于将聚合物链条键合到石墨烯薄片上。由于Pani对H⁺、OH^-的化学吸附作用直接导致其电导率发生变化，而石墨烯材料则是通过吸附H⁺或者OH^-，像半导体掺杂一样具有n型或p型半导体特性，用这两种复合材料做成薄膜的rGO-Pani纳米复合材料的折射率不仅会随着pH值而改变，而且当膜层厚度减薄到一定程度并且附着在金属薄膜表面时，在偏振光的激发下就可产生表面等离子共振，实现pH的精确测量。

通过将光纤中的模式转换效应、金属纳米阵列-石墨烯纳米复合材料激发LSPR两种技术相结合，可以对溶液酸碱度进行高灵敏检测，使pH传感技术达到一个更高的灵敏度量级。

本发明提出基于的LSPR型PH光纤传感器，从原理上突破光纤敏感度限制，实现高灵敏的光纤传感检测。首先，在少模光纤中写入长周期光纤光栅，实现LP₀₁向LP₀₂高阶纤芯模的转换，提高纤芯导模与包层模之间的耦合效率，突破现有的传感灵敏度的限制；然后对光纤进行U型弯曲、侧面切削、拉锥以及刻写少模长周期光纤光栅、倾斜光栅等手段，制作传感模块，最后在传感模块的表面或者侧面依次裹覆Au/Ag金属纳米阵列和rGO-Pani纳米混合物，提高器件对H⁺和OH^-的吸附和传感能力。

本发明采用的装置包括模式转换少模长周期光纤光栅和裹覆金属纳米颗粒和rGO-Pani复合纳米材料的传感单元两个模块，并将两部分级联在一起，入射光输入到模式转换模块，使LP₀₁基模的能量转移到LP₀₂高阶模上，然后通过传感模块，使LP₀₂高阶模与包层中的低阶模式耦合来感知外界液体PH的变化，反映在透射谱中波长会发生漂移，建立PH值与波长变化量之间的关系，实现对外界待测物质的高精度、高灵敏度传感测量。

下面结合附图和具体实例对本发明进一步详细说明。

附图1是对光纤的传感区域进行光栅刻写、拉锥、U型弯曲以及侧面切削等处理，增强其对外界灵敏度的探测。

附图2是对光纤传感区域进行金属纳米颗粒的沉积，在预处理后的光纤表面蒸镀一层100nm左右厚度的金属薄膜(Au/Ag)，然后用超快纳秒激光对金属膜进行烧蚀处理，通过控制激光脉冲能量，可改变金属薄膜中原子之间的结合形态，使金属经历高温熔化、去湿、再凝结的历程，而形成直径在100nm左右，间隔在50～200nm的金属颗粒阵列，最后，将还原氧化石墨烯和聚苯胺纳米混合物均匀裹敷于金属层之上，加热烧结，就形成了LSPR的传感单元。

附图3是将rGO-Pani均匀地烧结在沉积了贵金属纳米颗粒的传感区域，形成LSPR传感单元。主要方法为将还原氧化石墨烯与聚苯胺粉末在盐酸水溶液中超声，用滴流法聚合5小时，然后经过清洗和干燥，得到rGO-Pani纳米复合材料，通过控制聚合和干燥条件将该纳米复合材料制成各种形状(膜或棒)。其主要有侧面镀膜和端面镀膜两种形式。

附图4是集成化的高灵敏级联光纤传感模块。在少模光纤上用CO₂激光器直接写入长周期光栅，用以实现少模纤芯中的模式转换，将低阶模转变为高阶模，该高阶纤芯模进入级联的由同种少模光纤制备的pH检测敏感单元，与包层模之间相互作用，形成谐振峰，与金属-纳米复合材料中的表面等离子波相互耦合，从而提高pH值传感的灵敏度。

Claims

1.一种局部表面等离子共振光纤型pH值测量传感器，其特征是，包括少模长周期光纤光栅模式转换模块和裹覆金属纳米颗粒、石墨烯rGO和聚苯胺Pani复合纳米材料的传感单元两个模块，两个模块级联在一起，入射光输入到模式转换模块，使LP₀₁基模的能量转移到LP₀₂高阶模上，然后通过传感单元，使LP₀₂高阶模与包层中的低阶模式耦合来感知外界液体PH的变化，反映在透射谱中波长会发生漂移，建立PH值与波长变化量之间的关系，实现对外界待测物质的pH值传感测量。

2.如权利要求1所述的局部表面等离子共振光纤型pH值测量传感器，其特征是，模式转换模块是在少模光纤上用CO₂激光器直接写入长周期光栅，用以实现少模纤芯中的模式转换，将低阶模转变为高阶模，该高阶模进入级联的由同种少模光纤制备的传感单元；所述同种少模光纤侧面/端面为贵金属纳米微结构薄膜覆盖，rGO-Pain薄膜覆盖于周期性排列的所述贵金属纳米微结构薄膜构成金属-介质界面；所述高阶模进入级联的传感单元，高阶模态倏逝波激发贵金属纳米微结构薄膜周期性阵列，形成局部表面等离子共振LSPR，其共振频率受贵金属纳米颗粒和rGO-Pain薄膜介电特性的影响并与待测溶液pH值具有间接的物理关联，从而获得传感灵敏度检测。

3.一种局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法，其特征是，采用还原氧化石墨烯rGO和聚苯胺Pani两种材料制备出对溶液H⁺和OH^-离子浓度敏感的纳米混合材料，构成传感介质；用少模光纤中传输的光通过模式转换作为泵浦光源，激发光纤侧面/端面上的贵金属纳米颗粒，将rGO-Pain薄膜覆盖于周期性排列的所述贵金属纳米颗粒上构成金属-介质界面，用少模光纤中的高阶模态倏逝波激发金属纳米颗粒阵列形成局部表面等离子共振LSPR，其共振频率受金属纳米颗粒和rGO-Pain薄膜介电特性的影响并与待测溶液pH值具有间接的物理关联，获得pH值与透射光谱中LSPR波长凹陷之间的关联，从而进行pH值检测。

4.如权利要求3所述的局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法，其特征是，对光纤的传感区域进行光栅刻写、拉锥、U型弯曲以及侧面切削处理，增强其对外界灵敏度的探测。

5.如权利要求3所述的局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法，其特征是，在少模光纤上用CO₂激光器直接写入长周期光栅，用以实现少模纤芯中的模式转换，将低阶模转变为高阶模，该高阶纤芯模进入级联的由同种少模光纤制备的pH检测敏感单元，与包层模之间相互作用，形成谐振峰，与金属-纳米复合材料中的表面等离子波相互耦合，从而提高pH值传感的灵敏度。

6.如权利要求3所述的局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法，其特征是，光纤包层经过拉锥、弯曲或者切削，并且表面制作有能够激发局部表面等离子体的金属纳米阵列和石墨烯介质薄膜，这个结构在光纤纤芯-包层界面倏逝波的激发下，会发生局部表面等离子共振，共振频率的光波得到激发而停留在金属-石墨烯表面，而其他频率的光波则继续传输，因此在输出端得到的透射频谱中就出现一个明显的凹陷，这个共振频率与还原石墨烯-聚苯胺薄膜对溶液中H+或者OH-离子的吸附相关，通过检测透射谱从而分析解调出溶液的pH值。

7.如权利要求3或6所述的局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法，其特征是，在预处理后的光纤表面蒸镀一层100nm左右厚度的金属薄膜Au/Ag，然后用超快纳秒激光对金属膜进行烧蚀处理，通过控制激光脉冲能量，可改变金属薄膜中原子之间的结合形态，使金属经历高温熔化、去湿、再凝结的历程，而形成直径在100nm左右，间隔在50～200nm的金属颗粒阵列，最后，将还原氧化石墨烯和聚苯胺纳米混合物均匀裹敷于金属层之上，加热烧结，就形成了LSPR的传感单元。

8.如权利要求3所述的局部表面等离子共振光纤型pH值测量方法，其特征是，将rGO-Pani均匀地烧结在沉积了贵金属纳米颗粒的传感区域，形成LSPR传感单元，具体为将还原氧化石墨烯与苯胺粉末在盐酸水溶液中超声，用滴流法聚合5小时，然后经过清洗和干燥，得到rGO-Pani纳米复合材料，通过控制聚合和干燥条件将该纳米复合材料制成各种形状膜或棒，采用侧面镀膜或端面镀膜。