由于性能的不断提高,纸尿裤.尿不湿.婴儿内裤等产品得到了国内外众多消费者的认可。为此,许多企业纷纷加入,使产品竞争更加激烈。而传统的产品也在不断朝着智能化私人定制化演变。其中智能化的前提是需要有一个合适的传感器,以便及时收集数据,分析穿戴者的身体状况。
为了实现尿液中葡萄糖和尿酸的电化学检测,需要制造一个传感器来检测这两种物质。电极材料的选择是保证整个电化学反应顺利进行的关键。其中,工作电极不能与溶液反应,研究人员在修改工作电极时保持稳定。常用的工作电极材料有玻碳、铂、金、银、导电玻璃等。它只对电极本身起导电作用,阻抗小,不易极化,因此常选用铂或石墨等性质稳定的材料。计时电流法和循环伏安法产生的激励电压作用于参考电极和工作电极。两者之间没有电子转移,但需要防止电子从参比电极流出。一般常用的参比电极有饱和甘汞电极、Ag/AgCI电极、可逆氢电极等。
在制备之前,首先在柔性PET上切割一个6mm×35mm的基底片,同时制作相同尺寸的掩膜版,分别用于制作每个电极形状。首先,用无水乙醇和去离子水清洗PET基底;然后将基底材料固定在丝网印刷工作台上,用粘合剂将覆盖板与基底完全粘合。同时,将银浆均匀涂抹在覆盖板一侧边缘,用刮刀向单个方向刮擦,重复2~3次,打印出所有电极形状,保证表面平整统一。这样做的目的是降低电路的阻抗。由于传感器产生的电信号非常弱,电路阻抗过大会导致电信号损耗;在银浆表面打印碳浆,完成电极和工作电极的制作。上述步骤完成后,所有电极都需要在室温下干燥。将乙醇溶液滴在葡萄糖传感器和尿酸传感器的工作电极表面,并在4℃冰箱中过夜干燥;TTF作为电子媒体,将加速电极表面与酶活性中心之间的电子转移。其次,干燥后,将2uLGOD溶液和2uLUOD溶液涂抹在TTF膜电极上,在4℃冰箱中保存1小时,检测葡萄糖和尿酸;然后将2l戊二醛(2.5%)溶液固定酶滴入添加GOD和UOD的电极表面,传感器在4℃冰箱中干燥过夜,防止尿液环境流失,造成较大的检测误差。最后,在电极表面覆盖防水膜,完成传感器包装。
因不同企业的智能纸尿裤、尿不湿、婴儿内裤产品最终要求会有所不同,在传感器的设计中也会有区别,以上仅是一种参考性设计,旨在为智能化设备的完善提供一些经验。
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