研究目的
采用有限元建模（FEM）方法数值研究用于液体介质生化检测的介孔敏感层包覆Love波传感器的设计与优化。
研究成果
有限元方法验证了在多孔敏感层体积内进行抗体功能化设计传感器的可能性。模拟结果与实验数据高度吻合，表明此类多孔换能器能够为生化传感实现声波的良好传播。
研究不足
该研究承认获取特定多孔材料所有力学参数的困难性及进一步研究的必要性，特别是多孔材料内部牛顿粘性液体的影响。
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[IEEE 2018年第三届仪器系统、电路与传感器国际研讨会(INSCIT) - 巴西本图贡萨尔维斯(2018.8.27-2018.8.31)] 2018年第三届仪器系统、电路与传感器国际研讨会(INSCIT) - 液相生化检测用Love波介孔传感器的有限元建模设计与优化
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[IEEE 2018年第三届仪器系统、电路与传感器国际研讨会(INSCIT) - 巴西本图贡萨尔维斯(2018.8.27-2018.8.31)] 2018年第三届仪器系统、电路与传感器国际研讨会(INSCIT) - 液相生化检测用Love波介孔传感器的有限元建模设计与优化
DOI：10.1109/INSCIT.2018.8546720
出版年份：2018
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
我们通过有限元建模（FEM）方法数值研究了涂覆介孔敏感层的Love波换能器的设计与优化。这种组合可实现易于功能化的液体介质生化检测换能器。FEM方法通过估算多种物理参数来设计换能器，从而获得适用于特定应用的正常工作装置。特别是对于声表面Love波换能器涂覆多孔层的情况，我们需要确保传播参数仍能与可用设备兼容。本文在描述Love波换能器的简化有限元模型后，表明首批实验结果与模拟数据高度吻合。为便于考虑多孔敏感涂层，我们对Love波换能器进行了"超简化"FEM分析。最终采用溶胶-凝胶技术用TiO2多孔敏感层涂覆实验换能器：孔隙率控制在10%-25%范围，孔径10-200纳米，厚度100-500纳米。模拟与实验结果良好对应，证实此类换能器能实现生化传感所需的优质声波传播。
作者：
Ollivier TAMARIN，Hamida HALLIL，Maxence RUBE，Corinne DEJOUS，Cédric BOISSIERE，Dominique REBIERE，Jean Luc LACHAUD
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