基于聚苯胺的农用柔性低阻抗pH传感芯片设计与试验

摘要：

商用玻璃pH电极应用于农业监测中存在探头易碎、接入阻抗大、易极化等问题,该研究利用喷墨打印技术制备了基于单壁碳纳米管介导质子酸掺杂聚苯胺柔性pH传感芯片,通过交流阻抗谱法比较分析了柔性芯片与商用电极在接入阻抗及电荷转移上的优势,系统测试了柔性pH芯片在灵敏度、响应时间、稳定性、重复性、抗干扰性、弯折影响等性能参数,验证了其在无土栽培生菜营养液pH值动态监测中的应用可行性.试验结果表明:柔性pH传感芯片电荷转移阻抗约为230.8?,商用pH传感器达到9879?,两参数相差40倍以上,柔性pH传感器在频率全谱段皆表现出更为优越的仪器仪表阻抗匹配性能.在pH值2～10范围内,柔性pH传感芯片的灵敏度为–61.9 mV/pH,响应时间约为15 s,12 h内最大漂移不超过5.44 mV,重复性、抗干扰性指标理想,0°～120°弯折影响可忽略,温度变化40℃,柔性传感芯片所测pH值随温度漂移小于0.23,寿命达到14 d.连续10 d的水培生菜pH在线监测中,柔性芯片与商用电极一致性表现出良好,最大误差为0.12,可快速准确监测营养液pH值变化,具有良好农业应用前景.

关键词：柔性传感、pH、无土栽培、聚苯胺、接入阻抗

所属期刊栏目：38

分类号：S126(农业物理学)

资助基金：浙江省重点研发计划课题;云南省院士工作站项目;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：184-192