基于SPR技術(shù)的聚酰亞胺濕敏特性研究.pdf

1、環(huán)境的濕度對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、航天等領(lǐng)域有著重要的影響，能夠精確的測量環(huán)境的濕度顯得尤為關(guān)鍵。本文將表面等離子共振（SPR）技術(shù)與聚酰亞胺材料相結(jié)合，對不同的環(huán)境濕度進行測試，最后進行數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。
　　表面等離子共振技術(shù)（Surface Plasmon Resonance，SPR）是發(fā)生在金屬與電介質(zhì)交界面的一種光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)入射光與金屬表面的自由電子相互作用時，反射光的強度會隨著電介質(zhì)介電常數(shù)的變化而變化。因為S

2、PR技術(shù)作為測試手段具有靈敏度高、響應(yīng)時間快、抗干擾能力強、實時性好等優(yōu)點。所以，利用SPR技術(shù)可以實現(xiàn)對電介質(zhì)介電常數(shù)的監(jiān)測。目前，該技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于生命科學(xué)、食品檢測、藥物濃度測量等領(lǐng)域中。
　　在SPR技術(shù)中，金屬薄膜的選取至關(guān)重要，金屬的種類、薄膜的厚度、金屬薄膜的表面粗糙程度等都會對SPR產(chǎn)生影響。本文中對金膜表面粗糙度對SPR的影響進行了分析。應(yīng)用磁控濺射法制備了厚度約為50nm的金膜，在不同的溫度下對金膜進行熱處

3、理，從而使其表面形貌發(fā)生變化。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在一定溫度范圍內(nèi)隨著溫度升高，金膜表面粗糙程度變小，SPR共振角度減小。
　　聚酰亞胺（PI）是一類主鏈上含有酰亞胺環(huán)（—CO—NH—CO—）的高分子有機聚合物。因為在其結(jié)構(gòu)中含有大量的親水基團，當(dāng)這些基團與水分子結(jié)合后，聚酰亞胺的介電常數(shù)會發(fā)生變化，所以聚酰亞胺可以作為濕敏材料。利用這一原理聚酰亞胺作為濕敏材料得到了廣泛的應(yīng)用。本實驗所用的濕度傳感膜的結(jié)構(gòu)是在金膜上制備一層聚酰亞胺薄膜