技術名稱 溶液性質感測器及其製造方法
計畫單位 國立中山大學
技術簡介
傳統上,酸鹼主要以玻璃電極及酸鹼試紙為主。但因此兩者具有體積大、不易保存、反應時間久及肉眼判斷誤差等缺點。後者開發出以離子場效電晶體酸鹼為量測原理製作出高穩定且可攜式酸鹼量測裝置,但由於此種裝置量測時容易造成本身晶片容易受到侵蝕損壞,加上半導體本身成本製程高,每損壞一次需更換成本也高於玻璃電極。故後續研究開發出將場效電晶體閘極延伸出來連接感測薄膜,量測時只需將薄膜與溶液碰觸,更換時只需更換感測晶片部分,大幅降低感測晶片損壞率及製作成本。
本技術於同一晶片上結合酸鹼、溫度與電導度,加上自行開發之量測電路,成功發展出一高穩定多重感測器。酸鹼部分主要利用延伸式離子場效電晶體為量測原理,結合工業化量產高穩定铟錫氧化觸控薄膜。並利用快速雷射加工於薄膜上切割出不同感測圖樣。電導度及溫度則透過量測薄膜圖樣性質,進行不同溫度電阻判別。最後透過電路連接藍芽量測本身薄膜隨溶液酸鹼、溫度及電導度改變特性,成功開發出快速檢驗溶液多重感測器。本技術具檢測範圍廣、快速量測、易保存、感測材料成本低、微小化及操作簡單等優點,對於目前長期農業水質等不同水域監控具有高度優勢,只需簡單操作即可進行長期水質監控,並透過網路系統結合,遠距監控人員可及時發現狀況,立即處理。本技術在未來可大幅節省人力及材料成本,且具寬廣的發展領域。
科學突破性
本智慧多重感測系統,酸鹼範圍pH3–pH13,溫度電阻為每2Ω/oC,電導度部分,可明顯區分不同水質電導度。本多重感測晶片具有良好的穩定性,未來可應用於不同水體上結合雲端系統,提供一套智慧檢測方法。
產業應用性
穿戴式智能衣、分散式養殖池、野溪偵測、長照機構監控、智慧馬桶居家量測、嬰兒尿濕及尿液偵測、VR眼罩整合。