紙質溫度感測器可監測物體各側表面溫度

人民大學（Renmin University of China）的研究人員以紙和金線（用於電極）製造出非常便宜且可擴展的溫度感測器，並以噴墨印表機用的離子油墨作為熱敏電阻。

這項研究結果發表在《ACS Sensors》期刊，研究人員在主題為「以綠色感應油墨為基礎的超快速紙溫度感測器」（Ultrafast Paper Thermometers Based on a Green Sensing Ink）的文章中描述這項十分簡單的建置：研究人員利用紙作為軟性基板，並以離子液體，1-ethyl-3-methyl imidazolium bis（trifluoromethylsulfonyl）imide ([EMIm][Tf2N])實現其非揮發與疏水性質。

透過筆寫或噴墨印刷轉移到普通的A4紙，離子液體由於毛細管效應而持續於紙上，即使在彎曲和摺疊期間也不至於洩漏。在連接至外部電源的兩個濺鍍電極（實驗中的尺寸為5mm x 1.5cm）之間，測量油墨痕迹的電導性。它對於外部溫度的變化極其敏感，儘管經過多次摺疊和彎曲，仍可提供可靠的溫度讀數。

「這種紙溫度感測器對於加熱的反應時間大約為8秒，」研究人員指出，「無論在不同測試溫度下的電導率變化差異」。

研究人員並將新的熱敏電阻概念提升另一個層次，在A4紙的一面形成8個平行的金電極，而在紙的另一面以手寫64點離子液體，並與電極對齊（因此墨水會透過紙到達金電極），並且沉積另一組八個平行的金電極，使其垂直於相對側的電極。

研究人員因而實現了一個8 x 8的溫度感測陣列，能夠在紙張上輸出溫度的熱分布圖。為了驗證這項熱地圖實驗，研究人員採用紅外攝影機，並強調基於紙的溫度感測陣列經證實極具通用性，因為它可以同時檢測曲面的溫度。紙張可以摺疊而環繞於物體周圍，並測量每一側表面上的溫度，因而不同於從熱相機而來的直接觀察讀數。

為了證明該設計的可擴展性，離子墨水可用於與噴墨印表機共同在大面積上列印特定任務的圖案。這種可用於大規模製造低成本、可摺疊和一次性即時溫度計的新方法，目前已經取得了相關的專利。

延伸閱讀：

《溫度感測器市場-2016版》

《溫濕度感測器:盛思銳SHTC1》

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