High sensitive microfluidic flow sensor based on aligned piezoel...
随着微流控技术的发展,微流控传感器在生物学、化学分析、医学研究和工业应用等领域得到了广泛的应用。微流控技术可以通过对流体进行精确的控制和操纵,以实现高效的反应和分离。然而,为了精确操控微尺度上的流体,实时监测微通道内的流体环境变得非常迫切且具有挑战性。目前,已经开发了多种液态测量方法,例如微尺度粒子图像测速(µPIV)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、荧光寿命成像显微镜(FLIM)等。但是,这些方法需要在微通道外部对流体进行荧光标记,这使得实验过程变得复杂且耗时。因此,液态检测的传感器需要更简单,最好能够实现实时监测。 压电传感器因其高灵敏度、简单结构和易于集成的特点而被广泛应用于各种检测场景中。尤其在微流控系统中,压电传感器可以用于检测微通道内流体的流动速率和粘度等重要参数。然而,随着电子设备的不断小型化和集成化,对于压电传感器的灵敏度和集成度提出了更高的要求。为了提高压电传感器的性能,通常需要对传感器材料进行拉伸和极化处理,以改善其压电性能。 本文介绍了一种基于对齐的聚偏氟乙烯三氟乙烯P(VDF-TrFE)压电纳米纤维的微流控流量传感器。这种传感器可以用于微通道内低流速和粘度的实时检测。其检测原理基于纳米纤维在感应微通道内压力降时输出的电压降。由于纳米纤维的高灵敏度,该传感器对低流速在13µl/h到451µl/h范围内以及在25℃下对乙二醇水溶液的粘度在1mPa•S到16.1mPa•S范围内都有线性响应。这些发现突显了P(VDF-TrFE)纳米纤维在多功能传感器中的潜力。 这种传感器的应用前景广泛,不仅能够提高微流控系统中的流体检测精度,而且还可以简化实验过程,并实现快速实时检测。对于要求高灵敏度和小型化的应用来说,这一研究提供了新的解决方案。由于传感器具有微流控技术的优势,其可以进一步集成到便携式设备中,从而为现场检测提供可能。 该研究中提到的P(VDF-TrFE)纳米纤维是一种柔性的铁电薄膜,它具有优异的压电性能,因此在制造微型传感器方面具有很大优势。由于其高灵敏度和良好的柔韧性,可以用于制备具有弯曲和折叠能力的传感器,这对于集成到软体机器人或柔性电子设备中尤其重要。此外,由于P(VDF-TrFE)材料对环境的适应性,该传感器在不同温度和湿度的环境中也表现出良好的性能稳定性。 基于对齐的P(VDF-TrFE)压电纳米纤维的微流控流量传感器为微流控系统提供了高灵敏度、低成本、易于集成的实时检测方案。这项研究不仅推动了微流控传感器技术的进步,也为未来相关领域的研究和应用开辟了新的方向。随着微流控技术的不断演进,这种传感器在未来的研究和工业应用中将展现出其独特的优势和巨大的潜力。
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