CN114421143A - 一种柔性天线传感器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及通信天线技术领域，提供了一种柔性天线传感器，包括：基底和设于基底上的辐射层，基底远离辐射层的表面设有接地层；其中，辐射层的材料包括二维层状材料。本申请提供的柔性天线传感器，由于设于基底上的辐射层的材料含有二维层状材料，赋予天线传感器具有柔性特征，具有灵活的力学性能和可逆的变形性能，能广泛应用于柔性场景；其次，由二维层状材料组成的辐射层，在发生应变过程中能保持较高的电导率，同时微观尺度上材料的滑移能使其电导率变化更大，从而使天线的谐振频率发生明显改变，进而天线传感器的灵敏度高，稳定性好；另外，该天线传感器在发生应变时，其谐振频率会发生变化，可直接得到应变的信息，无需外接电路，成本低。

Description

一种柔性天线传感器及其制备方法
技术领域
本申请属于传感器技术领域，尤其涉及一种柔性天线传感器及其制备方法。
背景技术
近年来，柔性传感器吸引了广泛关注，尤其是在以人体为中心的无线局域网方面的应用，其可以监测人体运动，监测人体健康数据，如心跳、脉搏、血氧含量等等。而可穿戴设备的发展，如智能手表、手环和眼镜等设备，满足了人们对信息交互的需求，随着科学技术的飞跃，人们的安全意识，对自身身体健康的关注度越来越高，并随着人们对可穿戴设备研究的深入，智能可穿戴设备持有率会进一步增长，同时其还将广泛应用于其他场景，如医疗监控、应急连接、远程医疗等行业当中。
目前，柔性传感器主要分为电阻式、电容式、压电式、擦电式，而这些柔性传感器主要是以薄膜的形式来实现上述功能，如压电式传感器，通过对结构或材料的设计，使其在发生应变时，自生的电阻发生改变，从而影响电路中的电流，通过对电流信号的收集分析，得到相应的应变数据。然而，类似该些柔性传感器只有信息采集功能，信号的传输需要外接电路，并且一部分还需对电路进行修饰，需要通过整流器、放大器对信号作进一步处理，才能得到准确的应变信息。但是，外接电路不仅会造成柔性传感器的体积较大，还会增加工作量和使用成本。
发明内容
本申请的目的在于提供一种柔性天线传感器及其制备方法，旨在解决现有的柔性传感器存在需要外接电路才能传输信号和灵敏度低的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种柔性天线传感器，包括：基底和设于基底上的辐射层，基底远离辐射层的表面设有接地层；
其中，辐射层的材料包括二维层状材料。
第二方面，本申请提供一种柔性天线传感器的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
提供二维层状材料和基底；
配制含有二维层状材料的分散液，然后将分散液涂覆在基底上，进行干燥处理，得到辐射层；
在基底远离辐射层的表面结合接地层。
与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
本申请第一方面提供的柔性天线传感器，由于设于基底上的辐射层的材料含有二维层状材料，可以赋予天线传感器柔性特征，从而具有灵活的力学性能和可逆的变形性能，能广泛应用于柔性场景；其次，含二维层状材料的辐射层，在发生应变过程中能保持较高的电导率，同时微观尺度上材料的滑移能使其电导率变化更大，从而使天线的谐振频率发生明显改变，进而天线传感器的灵敏度高，稳定性好；另外，该天线传感器在发生应变时，其谐振频率会发生变化，通过谐振频率变化可直接得到应变的信息，无需外接电路，成本低。
本申请第二方面提供的柔性天线传感器的制备方法，先配制含有二维层状材料的分散液，然后将分散液涂覆在基底上进行干燥处理，得到辐射层，最后在基底远离辐射层的表面结合接地层，得到柔性天线传感器，该制备过程简单，耗时短，成本低；其次，可以通过改变掩模板的形状去改变天线传感器的谐振频率和尺寸，实现满足更多的场景需求；另外，通过对二维层状材料进行掺杂或者对基底进行弯曲处理，可以赋予天线传感器更多功能和更高的灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的柔性天线传感器的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的柔性天线传感器的俯视图；
图3是本申请实施例提供的柔性天线传感器在不同应变条件下的反射系数随频率变化曲线图；
图4是本申请实施例提供的柔性天线传感器的阻抗匹配图；
图5是本申请实施例提供的柔性天线传感器的制备方法的制备流程图；
其中，图中各附图标记：
11—接地层 12—基底 13—辐射层 131—辐射单元 132—馈线单元。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种柔性天线传感器。本申请实施例的柔性天线传感器的结构如图1所示，包括基底12和设于基底12上的辐射层13，基底12远离辐射层13的表面设有接地层11；其中，辐射层的材料包括二维层状材料。
该柔性天线传感器中，基底上的辐射层的材料含有二维层状材料，可以赋予天线传感器柔性特征，从而具有灵活的力学性能和可逆的变形性能，能广泛应用于柔性场景；其次，含二维层状材料的辐射层，在发生应变过程中能保持较高的电导率，同时微观尺度上材料的滑移能使其电导率变化更大，从而使天线的谐振频率发生明显改变，进而天线传感器的灵敏度高，稳定性好；另外，该天线传感器在发生应变时，其谐振频率会发生变化，通过谐振频率变化可直接得到应变的信息，无需外接电路，成本低。
在一些实施例中，辐射层13包括辐射单元131和馈线单元132，辐射单元131和馈线单元132为一体成型。辐射层由二维层状材料组成。本申请实施例提供的柔性天线传感器，由于设于基底12上的辐射层13含有辐射单元131和一体成型的馈线单元132，使辐射层13能形成电流通道，传播电磁能量，从而天线传感器能直接获得谐振频率，与传统的传感器相比，无需外接电路测试电阻或电容的变化，具有成本低。
在实施例中，辐射层13的材料包括二维层状材料，其中，二维层状材料包括二维层状碳化钛材料和/或掺杂的二维层状碳化钛材料。本实施例中的辐射层由二维层状材料组成，赋予天线传感器具有柔性特征，从而具有灵活的机械性能、可逆的形变性以及优异的耐温性，尤其在发生应变时能保持较高的电导率，能使天线传感器的谐振频率发生明显改变，从而具有较高的灵敏度，稳定性好，在柔性场景具有很好的应用。
在具体的实施例中，掺杂的二维层状碳化钛材料包括但不限于碳纳米管掺杂的二维层状碳化钛材料、石墨烯掺杂的二维层状碳化钛材料、金属纳米颗粒掺杂的二维层状碳化钛材料中的至少一种。具体掺杂的二维层状碳化钛材料可以为碳纳米管掺杂的二维层状碳化钛材料，可以为石墨烯掺杂的二维层状碳化钛材料，还可以为金属纳米颗粒掺杂的二维层状碳化钛材料。本实施例通过对二维层状碳化钛材料进行掺杂碳纳米管、石墨烯以及、金属纳米颗粒等，可以提高二维层状碳化钛材料的电导率，在天线传感器发生应变时，能使其谐振频率改变更加明显，从而能进一步提高天线传感器的灵敏度和稳定性，可增强天线传感器的辐射性能，降低损耗。
在实施例中，基底12远离辐射层13的表面设有接地层11，即柔性天线传感器包括：从下到上依次设置的接地层11、基底12、辐射层13。其中接地层11的材料包括导电金属，具体接地层11的材料可以为但不限于铜胶带、铝胶带、铜箔、铝箔中的至少一种。
在实施例中，辐射单元131的形状可以为但不限于圆形，辐射单元131的半径为9-14mm。作为本申请的实施例，辐射单元131的形状还可以为矩形。在本申请实施例提供的辐射单元131的半径的范围内，能使天线传感器的综合性能达到最优。具体辐射单元131的半径可以为但不限于9mm，10mm，11mm，12mm，13mm，14mm。
在实施例中，馈线单元132的形状为矩形，馈线单元132的长度为11.25-16.25mm，宽度为0.3-0.5mm。在本申请实施例提供的馈线单元132的形状和尺寸范围内，能使天线传感器的损耗最低，阻抗匹配性能达到最优。具体馈线单元132的长度可以为但不限于11.25mm，12.25mm，13.25mm，14.25mm，15.25mm，16.25mm，宽度可以为但不限于0.3mm，0.35mm，0.4mm，0.45mm，0.5mm。
在实施例中，辐射层13的厚度为3-6μm；在本申请实施例提供的辐射层13的厚度的范围内，有利于提高辐射层13电导率，有利于提高天线传感器的灵敏度。具体辐射层13的厚度可以为但不限于3μm，3.5μm，4μm，4.5μm，5μm，5.5μm，6μm。
在实施例中，基底12的形状为矩形；基底12的长度为35-45mm，宽度为35-45mm。具体基底12的长度可以为但不限于35mm，36mm，37mm，38mm，39mm，40mm，41mm，42mm，43mm，44mm，45mm，宽度可以为但不限于35mm，36mm，37mm，38mm，39mm，40mm，41mm，42mm，43mm，44mm，45mm。
在实施例中，基底12的厚度为300-800μm。具体基底12的厚度可以为但不限于300μm，400μm，500μm，600μm，700μm，800μm。
在实施例中，接地层11的厚度为0.01-0.1mm。具体接地层11的厚度可以为但不限于0.01mm，0.02mm，0.04mm，0.06mm，0.08mm，0.1mm。
本申请实施例第二方面提供一种柔性天线传感器的制备方法。该制备方法包括以下步骤：
S10：提供二维层状材料和基底12；
S20：配制含有二维层状材料的分散液，然后将分散液涂覆在基底12上，进行干燥处理，得到辐射层13；
S30：在基底12远离辐射层13的表面结合接地层11。
本申请实施例提供的柔性天线传感器的制备方法，先将二维层状材料配制形成分散液，利用掩模板在基底12上预设辐射层13的图案，然后将分散液涂覆在基底12上，干燥后得到辐射层13，最后在基底12远离辐射层13的表面结合接地层11，得到柔性天线传感器。该制备过程简单，耗时短，成本低；其次，通过对二维层状材料进行掺杂或者对基底进行弯曲处理，能使天线传感器具有更多功能，提高天线传感器的灵敏度；此外，通过改变掩模板的形状尺寸，容易实现改变天线传感器的谐振频率和尺寸，可以满足各种应用场景的需求。
具体地，该柔性天线传感器的制备方法得到的柔性天线传感器从下到上依次包括：接地层11、基底12、辐射层13。而本申请实施例的上述柔性天线传感器可以由该制备方法制备得到。
在S10中，基底12的制备方法包括：按照10：1的质量比，将聚二甲基硅氧烷或共聚物与固化剂混合均匀，注入模具，抽真空处理和固化处理，脱模得到基底12。作为本申请的实施例，基底12还可以根据需要采用绝缘纸。
在S20中，将分散液涂覆在基底12上的步骤之前，还包括：对基底12进行表面亲水处理；在实施例中，表面亲水处理包括：在氧气流量为50-150sccm、功率为100-300W的条件下，等离子体处理5min-15min。在本申请提供的亲水处理的条件范围内，有利于喷涂分散液时形成均匀致密的辐射层。具体氧气流量可以为但不限于50sccm，70sccm，90sccm，110sccm，130sccm，150sccm，功率可以为但不限于100W，150W，200W，250W，300W，等离子体处理时间可以为但不限于5min，6min，7min，8min，9min，10min，11min，12min，13min，14min，15min。
在实施例中，将分散液涂覆在基底12上的步骤之前，还包括：对基底12进行表面弯曲处理。具体可以对基底12进行表面褶皱处理或者蜿蜒处理。本实施例通过对基底12进行表面弯曲处理，可以进一步提高天线传感器的灵敏度和稳定性。
在实施例中，将分散液涂覆在基底12上的步骤之前，还包括：利用掩模版在基底12上预设辐射层13的图案。具体可以为，将预设有辐射层13图案的掩模版放在基底上，将分散液涂覆在辐射层13图案的位置。
在实施例中，将分散液涂覆在基底12上的步骤包括：在喷涂高度为40-50cm、喷涂角度为30-45°以及喷涂时间为40-60s的条件下，将分散液喷涂在基底12的表面上。在本申请实施例提供的喷涂条件的范围内，有利于形成辐射层厚度适合，可使天线传感器的辐射性能、损耗性能、柔性、耐久度等达到最优。具体喷涂高度可以为但不限于40cm，42cm，44cm，46cm，48cm，50cm，喷涂角度可以为但不限于30°，33°，36°，39°，42°，45°，喷涂时间可以为但不限于40s，45s，50s，55s，60s。
在实施例中，干燥处理的条件包括：干燥温度为100-200℃。具体干燥温度可以为100℃，120℃，140℃，160℃，180℃，200℃。
在S30中，在基底12远离辐射层13的表面结合接地层11的方法，包括：在基底12远离辐射层13的表面粘贴铜胶带，形成接地层11。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
本实施例提供一种柔性天线传感器及其制备方法。
本实施例提供的柔性天线传感器的结构如图1所示，其包括：基底12和设于基底12上的辐射层13，基底远离辐射层13的表面设有接地层11；
其中，辐射层13包括辐射单元131和一体成型的馈线单元132，辐射单元131为半径为12mm的圆形，馈线单元132为长度为14mm、宽度为0.4mm的矩形，辐射层的厚度为5μm，基底为长度为40mm、宽度为40mm的矩形，厚度为500μm；辐射层13由二维层状碳化钛材料组成。
本实施例提供的柔性天线传感器的制备方法，包括以下步骤：
S10：提供二维层状碳化钛材料和基底12；
S20：制备辐射层13；
将二维层状碳化钛材料加入去离子水中，超声处理20min，得到二维层状碳化钛材料的分散液；
在氧气流量为100sccm和功率为200W的条件下，对基底12进行等离子体处理10min；
在热台上固定基底12，将掩膜版置于基底12上，升温至150℃，在喷涂高度为45cm和喷涂角度为40°条件下，使用喷笔将分散液喷涂到基底12上，喷涂50s，得到辐射层13。
S30：在基底12远离辐射层13的表面粘贴铜胶带形成接地层11，得到柔性天线传感器。
实施例2
本实施例提供一种柔性天线传感器及其制备方法。
本实施例提供的柔性天线传感器的结构如图1所示，其包括：基底12和设于基底12上的辐射层13，基底远离辐射层13的表面设有接地层11；
其中，辐射层13包括辐射单元131和一体成型的馈线单元132，辐射单元131为半径为9mm的圆形，馈线单元132为长度为12.25mm、宽度为0.3mm的矩形，辐射层的厚度为3μm；基底为长度为35mm、宽度为35mm的矩形，厚度为300μm；辐射层13由石墨烯掺杂的二维层状碳化钛材料组成。
本实施例提供的柔性天线传感器的制备方法，包括以下步骤：
S10：提供石墨烯掺杂的二维层状碳化钛材料和基底12；
S20：制备辐射层13；
将石墨烯掺杂的二维层状碳化钛材料加入去离子水中，超声处理20min，得到石墨烯掺杂的二维层状碳化钛材料的分散液；
在氧气流量为50sccm和功率为100W的条件下，对基底12进行等离子体处理5min；
在热台上固定基底12，将掩膜版置于基底12上，升温至100℃，在喷涂高度为40cm和喷涂角度为30°条件下，使用喷笔将分散液喷涂到基底12上，喷涂40s，得到辐射层13。
S30：在基底12远离辐射层13的表面粘贴铜胶带形成接地层11，得到柔性天线传感器。
实施例3
本实施例提供一种柔性天线传感器及其制备方法。
本实施例提供的柔性天线传感器的结构如图1所示，其包括：基底12和设于基底12上的辐射层13，基底远离辐射层13的表面设有接地层11；
其中，辐射层13包括辐射单元131和一体成型的馈线单元132，辐射单元131为半径为14mm的圆形，馈线单元132为长度为16.25mm、宽度为0.5mm的矩形，辐射层的厚度为6μm，基底为长度为45mm、宽度为45mm的矩形，厚度为800μm；辐射层13由碳纳米管掺杂的二维层状碳化钛材料组成。
本实施例提供的柔性天线传感器的制备方法，包括以下步骤：
S10：提供碳纳米管掺杂的二维层状碳化钛材料和基底12；
S20：制备辐射层13；
将碳纳米管掺杂的二维层状碳化钛材料加入去离子水中，超声处理20min，得到碳纳米管掺杂的二维层状碳化钛材料的分散液；
在氧气流量为150sccm和功率为300W的条件下，对基底12进行等离子体处理15min；
在热台上固定基底12，将掩膜版置于基底12上，升温至200℃，在喷涂高度为50cm和喷涂角度为45°条件下，使用喷笔将分散液喷涂到基底12上，喷涂60s，得到辐射层13。
S30：在基底12远离辐射层13的表面粘贴铜胶带形成接地层11，得到柔性天线传感器。
对实施例1得到的柔性天线传感器进行相关测试，得出以下结论：
用银浆将SMA与馈线单元焊接，并在79℃烘箱中使其冷却，形成良好连接。
通过不同的曲率半径去定义柔性天线传感器的弯曲程度，将柔性天线传感器内弯进行测试，如图3所示，曲率半径越小，即弯曲程度越大时，天线传感器的谐振频率越小，其最高灵敏度可达到20。如图4所示，天线传感器阻抗Rx＝1.0076+0.0093i，说明本实施例提供的天线传感器具有良好的阻抗匹配。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性天线传感器，其特征在于，包括：
基底和设于所述基底上的辐射层，所述基底远离所述辐射层的表面设有接地层；
其中，所述辐射层的材料包括二维层状材料。
2.如权利要求1所述的柔性天线传感器，其特征在于，所述二维层状材料包括二维层状碳化钛材料和/或掺杂的二维层状碳化钛材料。
3.如权利要求2所述的柔性天线传感器，其特征在于，所述掺杂的二维层状碳化钛材料包括碳纳米管掺杂的二维层状碳化钛材料、石墨烯掺杂的二维层状碳化钛材料、金属纳米颗粒掺杂的二维层状碳化钛材料中的至少一种。
4.如权利要求1所述的柔性天线传感器，其特征在于，所述辐射层由所述二维层状材料组成。
5.如权利要求1-4任一项所述的柔性天线传感器，其特征在于，所述辐射层包括辐射单元和馈线单元，所述辐射单元和所述馈线单元为一体成型。
6.如权利要求5所述的柔性天线传感器，其特征在于，所述辐射单元的形状为圆形，所述馈线单元的形状为矩形，所述基底的形状为矩形；或者
所述辐射单元的半径为9-14mm，所述馈线单元的长度为11.25-16.25mm，宽度为0.3-0.5mm，所述辐射层的厚度为3-6μm；所述基底的长度为35-45mm，宽度为35-45mm，厚度为300-800μm。
7.一种柔性天线传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
提供二维层状材料和基底；
配制含有所述二维层状材料的分散液，然后将所述分散液涂覆在所述基底上，进行干燥处理，得到辐射层；
在所述基底远离所述辐射层的表面结合接地层。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述分散液涂覆在所述基底上的步骤之前，还包括：
对所述基底进行表面亲水处理；或者
对所述基底进行表面弯曲处理；或者
利用掩模版在所述基底上预设所述辐射层的图案。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述表面亲水处理包括：在氧气流量为50-150sccm、功率为100-300W的条件下，等离子体处理5min-15min。
10.如权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述分散液涂覆在所述基底上的步骤包括：在喷涂高度为40-50cm、喷涂角度为30-45°以及喷涂时间为40-60s的条件下，将所述分散液喷涂在所述基底的表面上；和/或，
所述干燥处理的条件包括：干燥温度为100-200℃。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009034620A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Toppan Printing Co Ltd 光学フィルムの製造方法
JP2012253167A (ja) * 2011-06-02 2012-12-20 Denki Kagaku Kogyo Kk 熱伝導性絶縁シート、金属ベース基板及び回路基板
CN104016345A (zh) * 2014-06-03 2014-09-03 河海大学 一种类石墨烯二维层状碳化钛纳米片的制备方法
CN105305048A (zh) * 2015-10-27 2016-02-03 南京航空航天大学 一种宽角度圆极化超表面天线
CN106290507A (zh) * 2016-07-31 2017-01-04 西南大学 使用新型可喷印碳化钛/氧化石墨烯复合材料制备过氧化氢电化学传感器的方法
CN109764971A (zh) * 2019-01-14 2019-05-17 京东方科技集团股份有限公司 柔性温度传感器及其制作方法和柔性设备
CN113208582A (zh) * 2021-04-01 2021-08-06 武汉理工大学 无线可穿戴石墨烯角度传感器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009034620A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Toppan Printing Co Ltd 光学フィルムの製造方法
JP2012253167A (ja) * 2011-06-02 2012-12-20 Denki Kagaku Kogyo Kk 熱伝導性絶縁シート、金属ベース基板及び回路基板
CN104016345A (zh) * 2014-06-03 2014-09-03 河海大学 一种类石墨烯二维层状碳化钛纳米片的制备方法
CN105305048A (zh) * 2015-10-27 2016-02-03 南京航空航天大学 一种宽角度圆极化超表面天线
CN106290507A (zh) * 2016-07-31 2017-01-04 西南大学 使用新型可喷印碳化钛/氧化石墨烯复合材料制备过氧化氢电化学传感器的方法
CN109764971A (zh) * 2019-01-14 2019-05-17 京东方科技集团股份有限公司 柔性温度传感器及其制作方法和柔性设备
CN113208582A (zh) * 2021-04-01 2021-08-06 武汉理工大学 无线可穿戴石墨烯角度传感器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHONG FU等: "Fabrication of graphene/titanium carbide nanorod arrays for chemical sensor application", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING》, pages 1 *
YICHEN CAI等: "Stretchable Ti3C2Tx MXene/Carbon Nanotubes Composite Based Strain Sensor with Ultrahigh Sensitivity and Tunable Sensing Range", 《ACS PARAGON PLUS ENVIRONMENT》, pages 2 *
邹慧燕: "基于碳化钛/贵金属纳米复合材料构建电化学传感界面的研究", 《工程科技Ⅰ辑 B014-705》, pages 1 - 19 *

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