纳米银柔性农用温度传感芯片设计与试验

摘要

柔性传感技术可拓展生态无人农场"机-物"感知与信息交互的应用场景.该研究利用喷墨打印技术制备了基于导电纳米银材料的柔性温度传感芯片,解析了聚二甲基硅烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)保护层对传感芯片灵敏度、重复性、稳定性及寿命的改进作用,并通过动植物体表、根际及极端温度动态监测验证了该传感器农用测温可行性.结果表明:PDMS保护层实现了对纳米银温敏层的防水保护,提升了传感器环境适应性及寿命;在零下18～100°C范围内的自制柔性温度传感芯片的测温灵敏度为0.330°C-1,测定误差小于0.6°C,稳定性达到0.02°C/min;典型农用测温场景下,柔性温敏芯片与高精度铂电阻测温结果的一致性较好,测温误差明显小于商用红外测温仪,均方根误差仅为0.108°C.纳米银柔性温度传感芯片可快速准确地获取待测对象的温度变化,具有良好的农业应用前景.