JP2013539040A - センサー素子、その製造方法、及びそれを含むセンサー装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
第1導電性電極と、
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層と、
第2導電性電極と、を備え、
第2導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、吸収性誘電体層が、第1導電性電極と第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、センサー素子を提供する。
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層を第1導電性電極の上に配置する工程と、
少なくとも吸収性誘電体層の一部に近接して第2導電性電極を配置する工程とを含み、第2導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、吸収性誘電体層が、第1導電性電極と第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、方法を提供する。
入口開口部を有するセンサーチャンバと、
静電容量を有し、センサーチャンバ内に配置され、入口開口部と流体的に連通するセンサー素子であって、
電気的に結合された第1導電性部材を有する第1導電性電極と、
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層と、
電気的に結合された第2導電性部材を有する第2導電性電極と、を含み、第2導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、吸収性誘電体層が、第1導電性電極と第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、センサー素子と、
センサー素子と電気的に導通する動作回路とを備え、
センサー素子が電源に接続されている場合に、動作回路がセンサー素子の静電容量を測定する、センサー装置を提供する。
用語「有機化合物」は、炭素及び水素原子を含む化合物を指す。
第1の実施形態では、本開示は、
第1導電性電極と、
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層と、
第2導電性電極と、を備え、
第2導電性電極は、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、吸収性誘電体層は、第1導電性電極と第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、センサー素子を提供する。
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層を第1導電性電極の上に配置する工程と、
少なくとも吸収性誘電体層の一部に近接して第2導電性電極を配置する工程とを含み、第2導電性電極は、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、吸収性誘電体層は、第1導電性電極と第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、方法を提供する。
入口開口部を有するセンサーチャンバと、
静電容量を有し、センサーチャンバ内に配置され、入口開口部と流体的に連通するセンサー素子であって、
電気的に結合された第1導電性部材を有する第1導電性電極と、
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層と、
電気的に結合された第2導電性部材を有する第2導電性電極と、を含み、第2導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、吸収性誘電体層が、第1導電性電極と第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、センサー素子と、
センサー素子と電気的に導通する動作回路とを備え、
センサー素子が電源に接続されている場合に、動作回路がセンサー素子の静電容量を測定する、センサー装置を提供する。
モノマー、5,5’,6,6’−テトラヒドロキシ−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビスインダン及びテトラフルオロテレフタロニトリルから、BuddらによりAdvanced Material,2004,Vol.16,No.5,pp.456〜459に報告されている手順に概ね従って、PIM(本質的に微小多孔質のポリマー)材料を調製した。19.31グラムの5,5’,6,6’−テトラヒドロキシ−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビスインダンを、11.34gのテトラフルオロテレフタロニトリル、47.02gの炭酸カリウム、及び500ミリリットルのN,N−ジメチルホルムアミドと組み合わせて、混合物を65℃で48時間反応させた。得られたポリマーを、テトラヒドロフラン内に融解させ、メタノールから3回沈殿させ、次に室温の真空下で乾燥させた。光散乱検出を使用するゲル透過クロマトグラフィー分析によって決定した際に、約95,000g/モルの重量平均分子量、及び約64,300g/モルの数平均分子量を有する黄色い固体生成物が得られた。
標準的なガラス切断ツールを使用して、Schottガラスを5.1cm(2インチ)平方に切断した。Schottガラスは、(Branson Ultrasonics Corporation(Danbury,Connecticut)からの)Branson Model 1510超音波発生装置とAlconox Liqui−Nox洗剤を使用して、50℃で30分間分解し、温水道水ですすいでから脱イオン水(DI水)ですすぎ、水気を切ってから、65℃で30分間オーブン乾燥することにより、蒸気コーティング用に調製した。これにより、視覚的に汚れのないガラスがもたらされた。
Claims (21)
- 第1導電性電極と、
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層と、
第2導電性電極と、を備え、
前記第2導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、
前記吸収性誘電体層が、前記第1導電性電極と前記第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、センサー素子。 - 前記第1導電性電極を支持する誘電体基板を更に備える、請求項1に記載のセンサー素子。
- 前記誘電体基板がポリマーフィルムを含む、請求項2に記載のセンサー素子。
- 前記カーボンナノチューブが、前記第2導電性電極の少なくとも99重量%を構成する、請求項1に記載のセンサー素子。
- 前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブを含む、請求項1に記載のセンサー素子。
- 本質的に微小多孔質の前記ポリマーが、剛直なリンカーによって連結されたほぼ平面的な種から構成される有機高分子を含み、
前記剛直なリンカーの1つによって連結された2つの近接する平面的な種が非同一平面上の配向に維持されるように、前記剛直なリンカーがねじれ点を有する、請求項1に記載のセンサー素子。 - 前記第1導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性である、請求項1に記載のセンサー素子。
- 前記第2導電性電極が、前記吸収性誘電体層の主面と同一の広がりを持つ、請求項1に記載のセンサー素子。
- 本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層を第1導電性電極の上に配置する工程と、
少なくとも前記吸収性誘電体層の一部に近接して第2導電性電極を配置する工程とを含み、
前記第2導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、
前記吸収性誘電体層が、前記第1導電性電極と前記第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、方法。 - 前記第1導電性電極が、誘電体基板の上に支持される、請求項9に記載の方法。
- 前記誘電体基板がポリマーフィルムを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記工程が順次的である、請求項9に記載の方法。
- 前記カーボンナノチューブが、前記第2導電性電極の少なくとも99重量%を構成する、請求項9に記載の方法。
- 前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブを含む、請求項9に記載の方法。
- 本質的に微小多孔質の前記ポリマーが、剛直なリンカーによって連結されたほぼ平面的な種から構成される有機高分子を含み、
前記剛直なリンカーによって連結された2つの近接する平面的な種が非同一平面上の配向に維持されるように、前記剛直なリンカーがねじれ点を有する、請求項9に記載の方法。 - 前記第1導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性である、請求項9に記載の方法。
- 前記第2導電性電極が、前記吸収性誘電体層の主面と同一の広がりを持つ、請求項9に記載の方法。
- 入口開口部を有するセンサーチャンバと、
静電容量を有し、前記センサーチャンバ内に配置され、前記入口開口部と流体的に連通するセンサー素子であって、
電気的に結合された第1導電性部材を有する第1導電性電極と、
本質的に微小多孔質のポリマーを含む吸収性誘電体層と、
電気的に結合された第2導電性部材を有する第2導電性電極とを含み、
前記第2導電性電極が、カーボンナノチューブを含むと共に、少なくとも1種類の有機蒸気に対して透過性であり、
前記吸収性誘電体層が、前記第1導電性電極と前記第2導電性電極との間に少なくとも部分的に配置されている、センサー素子と、
前記センサー素子と電気的に導通する動作回路とを備え、
前記センサー素子が電源に接続されている場合に、前記動作回路が前記センサー素子の前記静電容量を測定する、センサー装置。 - 前記センサーチャンバが、前記入口開口部と流体的に連通する出口開口部を更に備える、請求項18に記載のセンサー装置。
- 前記動作回路と通信的に結合されたディスプレイ装置を更に備える、請求項18に記載のセンサー装置。
- 前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブを含む、請求項18に記載のセンサー装置。
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