新型甲基丙烯酸羟乙酯凝胶全息传感器温敏特性研究

发布时间：2020-11-01 22:24

　　 全息传感器具有高度的可视化,能够提供色彩鲜艳、图形立体美观的直观传感标示。在廉价、高可视化、窄响应光谱、制备简易的普及化传感领域有着极其重要的应用价值。本文采用热致聚合方式,以菲醌作为光敏剂,研制新型聚甲基丙烯酸羟乙酯光敏凝胶。在该材料内部写入透射式与反射式全息体光栅,并将其作为全息传感器的响应单元。测试了新型全息传感器的温敏与PH传感响应特性。主要工作如下:(1)分别以473nm与532nm绿光作为记录光源,采用双光束干涉原理,在材料内部记录倾斜透射式与反射式两种全息体光栅。实验测试了光栅的衍射光谱峰值随温度增加过程的移动趋势。温度升高至60℃的过程中,透射式光栅衍射谱峰值波长产生了4nm红移。而反射式光栅的衍射谱峰值波长也产生了约3nm红移。透射式光栅的衍射谱峰值强度在温度增加过程中衰减接近超过峰值的80%,而反射式光栅仅衰减至峰值的40%。实验证实反射式光栅对于温度的影响较弱。这对于全息传感器的环境特征响应,尤其是针对溶液pH值传感响应有着一定的参考价值。平均折射率随温度变化规律的测量显示,材料的热膨胀是波长红移的主要诱因。(2)采用甲基丙烯酸作为选择性传感响应单体,通过交联共聚方式获得了具有溶液PH值传感响应能力的新型聚合物凝胶全息传感器。测试了反射式光栅在不同PH值缓冲液内的衍射光谱响应过程。实验证实,该传感器能够在水溶液中稳定存在。材料虽然能够对溶液产生吸附膨胀,然而溶液酸碱度将使得材料的膨胀程度产生显著差异。随着PH值的增加,凝胶膨胀过程的抑制时间与响应时间常数均显著缩短,相应的膨胀程度同时加大。缓冲液传感过程中,光栅稳态峰值波长偏移与PH值间具有较好的线性关系。两种PH值溶液的反复测试显示了PH值全息传感器具有高度的稳定性与可逆性。因此基于聚甲基丙烯酸羟乙酯凝胶的传感器是一种能够用于传感溶液特征的新型全息传感器。实验结果为该装置的应用提供了重要的实验基础。
【学位单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212
【部分图文】：

录在分析物敏感介质中的全息体积光栅的传感物作为有吸引力传感应用的材料的兴趣。体件，在生物传感和化学领域中，全息传感器具前景。环境因素为高质量的全息图像提供了一息传感器由于其狭窄的衍射谱，高可视化、稳光学传感平台。基于热敏聚合物的全息传感的发展。实验初步表明传感器去除介质时，全息图将都适合连续、实时可以用作无创血糖监测仪，原因是：葡萄糖与硼酸发生不寻常反应，因为的。人体血浆样品的初始体外测试已经表明，用。利用一个带湿度控制系统的受控环境室湿度（RH）保持在 5-90%RH 范围内的预设光源的探针光导入湿度室。全息图发出的光被谱分析仪上。

图 1-2 呼吸之前和呼吸之后的颜色变化厚度优化后，响应时间达到了几秒，并且制作了在呼吸后可以改变颜色的全息如图 1-2。观察到，传感器的校准曲线可以通过暴露于高温或在不同相对湿度录来移动。呼吸之前颜色为蓝绿色，呼吸之后为红色。随着时间从 30s 到 270s断增加，红色逐渐褪去，蓝色显现出来。衍射谱的偏移是由粘结剂的膨胀、平均折射率降低[22,23]引起的。这些过程为确息特性对环境因素的依赖关系提供了一种新的传感方法和可能性。此外，当全记录在感光介质中，环境因素的改变会导致全息图像颜色或强度变化[24,25]。爱的研究人员曾经提出过通过全息光栅中的微形变化来实现空气湿度的传感。息图的色彩变化与环境湿度有机联系起来，获得了较好的实验效果。人们曾开化学压阻式、机械式等方式用于表征智能凝胶材料刺激响应性能，但其存在器大、工艺复杂、需要持续能源供应等缺点。相比于上述方法，光学方法由于可干扰、远程测量而迅速发展。其中光纤 Bragg 光栅，光子晶体等方式研究较为。

由于其较高的沸点，当电热真空干燥与本实验有很好的契合性。腈是偶氮类引发剂中的偶氮二异丁腈[47-48]引发剂是指分子结构式中含有偶氮基的这白色粉末且只发生一级反应，反应过程0℃时，发生化学反应分解出氮气并生成由基较为稳定。实验所需的温度为 75℃择偶氮二异丁腈作为聚合引发剂的主要原灭的同时生成新的自由基，从而引起不断
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本文编号：2866188