叉指電極的電極部分作為電化學檢測時的平臺和電子傳遞的通道,一般使用惰性導電材料,用金、鉑、鋁、銀、ITO、鉻、碳等。電極材料的選擇與電極的應用、檢測介質的成分和檢測環境對材料的影響以及制造工藝的可行性相關,需根據實際應用情況進行選擇。例如,ITO 導電玻璃電極因其透光性好、電阻低常被用于光電子器件,金電極能夠減少氧化產物,促進氧化還原循環常被用于污染物的檢測。目前,金仍然是電極制備的常用金屬,它突出的電學特性,可以提升微電極的導電性能,且兼具無毒,親和生物材料能夠偶聯疏基的特性使其擁有難以比擬的應用優勢。碳材料具有較寬的電位窗口而且形態多樣,有些甚至具有其他材料沒有的電學性能,因而在電極制備中是非常理想的電極材料。目前,多種新型碳基材料被用于微電極的制備,并對微電極傳感器的性能改進起到了重要作用。柔性叉指電極傳感器可通過嵌入衣物內部、貼附在機器人或人類皮膚表面等方式感知外部環境情況。蕪湖聚酰亞胺叉指電極
叉指電極性能的影響因素主要有兩部分,一部分是電極構成材料,主要材料有金、銀、ITO 等,金、銀電極性能較好,但是其價格較昂貴,性價比較低,而ITO電極不僅成本低,而且性能也不錯,是目前叉指電極研究較熱的材料。另一部分影響因素則是電極結構,主要有叉指數、指長、指寬比、指間距以及電極厚度等,這些參數都會給傳感器的檢測效果帶來很大影響。用電化學方法在叉指電極上沉積納米 ZnO,隨后將鏈酶親和素修飾在納米 ZnO 上,并將生物素化的球菌抗體固定到傳感器的表面。太原叉指電極仿真微叉指電極陣列是以檢測電興奮類細胞如心肌細胞、神經網絡等的電生理活動的一類細胞傳感器。
三電極體系需要配備一種可以實現控制參比電極的電路,維持施加在工作電極上的電壓恒定,以保證三電極始終工作在穩定狀態下。為防止采集到的電化學原始信號受到工頻信號以及電極表面附著的離子等其他干擾因素的影響,需要對采樣信號進行濾波處理,通過 IV 轉換電路將微弱的電流信號放大并轉換成電壓信號供 ADC 模塊讀取,同時通過補償模塊檢測對系統產生的干擾因素。經過 MCU 內部的數據處理濾波與校準得出更加準確的血糖濃度,通過藍牙通信模塊將實時記錄的血糖濃度傳輸至設備端,記錄下血糖濃度變化曲線。
MEMS加工技術主要包括光刻、鍍膜、刻蝕。光刻是將掩模板上的圖形通過光刻膠轉移到基底上,主要分為紫外光刻和電子束光刻兩類。紫外光刻中,通常光刻膠涂布在需要被刻蝕的加工層上,掩模板直接壓在光刻膠上,在紫外光曝光下,透光區和不透光區的光刻膠發生相反的反應,顯影后形成所需要的圖形。電子束光刻中無需光刻板,避免了光散射的缺點,能提高光刻的精度,通常在 10nm 以上,高于紫外光刻微米級的精度。鍍膜是將材料沉積在基底上,通常沉膜的方法因材料而異。在硅工藝中,硅化合物采用等離子增強化學氣相沉積(PECVD)或熱生長。金屬薄膜在 MEMS中常用作傳感電極,采用濺射或蒸發將粘附層和工作層金屬均勻一致地沉積于基底上。微間距叉指陣列電極為基礎電極,結合酶的生物催化銀沉積反應來放大分析信號。
叉指電極制備方法包括四個步驟:(1)襯底清洗。首先需要對基片進行清洗,本工作中所用二氧化硅硅片在購得潔凈硅片的基礎上,再依次進行乙醇、去離子水的超聲清洗。 (2) 光刻。光刻是一種將掩膜版上圖形轉移到襯底表面的技術,在大規模集成電路制造中有應用,其主要利用紫外光照射光刻膠使其化學性質改變,然后去除相應光刻膠,得到掩模版上的圖形,進而作為后續工藝的掩模。(3) 薄膜沉積。主要包括物理方法和化學方法沉積。(4) 剝離(lift-of)。剝離是在襯底上進行薄膜沉積后,通過去除光刻膠的方法使附著在光刻膠上的金屬脫附,直接沉積在襯底的金屬被保留,形成電極圖形。剝離工藝的優勢是操作簡單、成本低廉,而且去膠過程中不會對襯底產生刻蝕損傷。叉指電極是實現電子皮膚的重要部分。長春玻璃叉指電極
容性生物電極通過介電層形成電容耦合完成信號采集。蕪湖聚酰亞胺叉指電極
近年來中國電子工業持續高速增長,帶動電子元器件產業強勁發展。中國許多門類的電子元器件產量已穩居全球前列,電子元器件行業在國際市場上占據很重要的地位。中國已經成為揚聲器、鋁電解電容器、顯像管、印制電路板、半導體分立器件等電子元器件的世界生產基地。同時,國內外電子信息產業的迅猛發展給上游電子元器件產業帶來了廣闊的市場應用前景。電子元器件行業是電子元件和小型的機器、儀器的組成部分,其本身常由若干零件構成,可以在同類產品中通用;常指電器、無線電、儀表等工業的某些零件、配件、材料及部件等。近年來,電子科技消費級應用領域的不斷發展以及世界范圍內人口消費水平不斷提高,消費電子市場終端產品領域在市場容量和品類廣度上不斷發展延伸。隨著居家辦公及網課時代的到來,電子產品需求加大,帶動我國電子元器件的需求持續增加。據資料顯示,2020年,我國規模以上電子制造業主營業收入達12.1萬億元,同比增長8.3%。在互聯網融合建設中,無論是網絡設備還是終端設備都離不開各種元器件。網絡的改造升級、終端設備的多樣化設計都要依托關鍵元器件技術的革新。建設高速鐵路,需要現代化的路網指揮系統、現代化的高速機車,這些都和電子元器件尤其是大功率電力電子器件密不可分。隨著新能源的廣泛應用,對環保節能型電子元器件產品的需求也將越來越大。這都為相關的元器件企業提供了巨大的市場機遇。但是,目前我國的電子元器件產品,無論技術還是規模都不足以支撐起這些新興產業的發展。未來幾年我國面對下游旺盛的需求新型電子元器件行業應提升技術水平擴大產能應對市場需求。蕪湖聚酰亞胺叉指電極
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