、微球状；
(3)所述的半导体元件由对称的两片或多片半导体制冷片组成。主要利用半导体材料的帕尔贴效应。当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，通过给热电偶施加不同方向的电流时电极温度会降低或升高；
(4)所述的测温部件，所述的测温部件由导热性能比较好的热电偶测温探头组成，例如R型热电偶、T型热电偶、K型热电偶、J型热电偶等。测温探头的大小是半径是0.05毫米~1毫米范围的圆球。测温探头通过导热硅脂和对称的半导体元件紧密接触，并通过隔热材料将对称的半导体元件和热电偶封装在一起。热电偶和隔热材料封装的部分被打磨露出探头，并伸入电化学电解池溶液中作为工作电极。实验中热电偶的两端连接热电偶测温仪可以实时测定电极温度。
[0029]以下根据导电材料不同具体讲述本发明电极的制作方法。
[0030]具体实施例1 (导电材料为125 μ m的铂_铂铑热电偶)
1、首先用酒精把两个半导体制冷片的两面擦拭干净，等其晾干后，把125 μπι的铂-铂铑热电偶通过导热硅脂和对称的两片制冷片紧密的粘合在一起，而后在37度下干燥2小时。注意热电偶的铂丝和铂铑丝除了焊接点连在一起外，其他地方要尽量分开，不能靠太近，以免影响测温。
[0031]2、等导热硅脂干后，在热电偶和对称的两片制冷片接触的周围涂上环氧树脂胶，等环氧树脂初步固化后放置在50度的烘箱中5h进一步固化。
[0032]3、固化后，周围被环氧树脂覆盖的热电偶结点分别通过1000目砂纸，2000目砂纸，0.05 μπι的氧化铝粉打磨好并用二次水冲洗干净。
[0033]4、将制作好的铂-铂铑热电偶放置在要测试的电化学溶液中，铂-铂铑热电偶和测温仪器ΝΙ-9211Α连接并实时测定电极温度，同时，铂丝的一端作为工作电极的引线和电化学工作站连接，并用于电化学实验测量。
[0034]5、实验中通过调节施加在制冷片上电流方向和大小来调节电极表面温度的升降温和温度变化大小。
[0035]具体实施例2 (导电材料为75 μ m的铜-康铜热电偶)
1、首先用酒精把两个半导体制冷片的两面擦拭干净，等其晾干后，把75 μπι的铜-康铜热电偶通过导热硅脂和对称的两片制冷片紧密的粘合在一起，而后在37度下干燥2小时。注意热电偶的铜丝和康铜丝除了焊接点连在一起外，其他地方要尽量分开，不能靠太近，以免影响测温。
[0036]2、等导热硅脂干后，在热电偶和对称的两片制冷片接触的周围涂上环氧树脂胶，等环氧树脂初步固化后放置在50度的烘箱中5h进一步固化。
[0037]3、固化后，周围被环氧树脂覆盖的热电偶结点分别通过1000目砂纸，2000目砂纸，0.05 μπι的氧化铝粉打磨好并用二次水冲洗干净。
[0038]4、将制作好的铜-康铜热电偶放置在要测试的电化学溶液中，铜-康铜热电偶和测温仪器ΗΕ804连接并实时测定电极温度，同时，铜丝或康铜丝的一端作为工作电极的引线和电化学工作站连接，并用于电化学实验测量。
[0039]5、实验中通过调节施加在制冷片上电流方向和大小来调节电极表面温度的升降温和温度变化大小。
[0040]具体实施例3 (导电材料为125 μ m的铜-康铜热电偶)
1、首先用酒精把两个半导体制冷片的两面擦拭干净，等其晾干后，把125 μπι的铜-康铜热电偶通过导热硅脂和对称的两片制冷片紧密的粘合在一起，而后在37度下干燥2小时。注意热电偶的铜丝和康铜丝除了焊接点连在一起外，其他地方要尽量分开，不能靠太近，以免影响测温。
[0041]2、等导热硅脂干后，在热电偶和对称的两片制冷片接触的周围涂上环氧树脂胶，等环氧树脂初步固化后放置在50度的烘箱中5h进一步固化。
[0042]3、固化后，周围被环氧树脂覆盖的热电偶结点分别通过1000目砂纸，2000目砂纸，0.05 μπι的氧化铝粉打磨好并用二次水冲洗干净。
[0043]4、将制作好的铜-康铜热电偶放置在要测试的电化学溶液中，铜-康铜热电偶和测温仪器ΗΕ804连接并实时测定电极温度，同时，铜丝或康铜丝的一端作为工作电极的引线和电化学工作站连接，并用于电化学实验测量。
[0044]5、实验中通过调节施加在制冷片上电流方向和大小来调节电极表面温度的升降温和温度变化大小。
[0045]具体实施例4 (导电材料为200 μ m的金丝)
1、首先用酒精把两个半导体制冷片的两面擦拭干净，等其晾干后，把200 μπι的金丝通过导热硅脂和对称的两片制冷片紧密的粘合在一起，而后在37度下干燥2小时。
[0046]2、等导热硅脂干后，在热电偶和对称的两片制冷片接触的周围涂上环氧树脂胶，等环氧树脂初步固化后放置在50度的烘箱中5h进一步固化。
[0047]3、固化后，周围被环氧树脂覆盖的金丝的末端分别通过1000目砂纸，2000目砂纸，0.05 μπι的氧化铝粉打磨好并用二次水冲洗干净。
[0048]4、将制作好的金电极放置在要测试的电化学溶液中，金丝一端作为工作电极的引线和电化学工作站连接，并用于电化学实验测量。
[0049]5、实验中通过调节施加在制冷片上电流方向和大小来调节电极表面温度的升降温和温度变化大小。
[0050]具体实施例5 (导电材料为1000 μ m的铜_康铜热电偶)
1、首先用酒精把四个半导体制冷片的两面擦拭干净，等其晾干后，把1000 μπι的铜-康铜热电偶通过导热硅脂和最中间的两片制冷片紧密的粘合在一起，而后在37度下干燥2小时。注意热电偶的铜丝和康铜丝除了焊接点连在一起外，其他地方要尽量分开，不能靠太近，以免影响测温。
[0051]2、等导热硅脂干后，在热电偶和对称的四片制冷片接触的周围涂上环氧树脂胶，等环氧树脂初步固化后放置在50度的烘箱中5h进一步固化。
[0052]3、固化后，周围被环氧树脂覆盖的热电偶结点分别通过1000目砂纸，2000目砂纸，0.05 μπι的氧化铝粉打磨好并用二次水冲洗干净。
[0053]4、将制作好的铜-康铜热电偶放置在要测试的电化学溶液中，铜-康铜热电偶和测温仪器ΗΕ804连接并实时测定电极温度，同时，铜丝或康铜丝的一端作为工作电极的引线和电化学工作站连接，并用于电化学实验测量。
[0054]5、实验中通过调节施加在制冷片上电流方向和大小来调节电极表面温度的升降温和温度变化大小。
[0055]以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种夹心式冷热交变电极，其特征在于:包括一导电材料及将该导电材料夹在中间的半导体元件，所述半导体元件由对称的两片或多片半导体制冷片组成，通过直流电源调节对称的半导体制冷片的电流方向使得对称的半导体制冷片朝向导电材料的一侧同时发热或制冷；所述导电材料与半导体制冷片连接的其中一端通过隔热材料包裹并伸出部分作为电化学电极。2.根据权利要求1所述的一种夹心式冷热交变电极，其特征在于:所述导电材料为金属导体、非金属材料、热电偶或碳质材料。3.根据权利要求2所述的一种夹心式冷热交变电极，其特征在于:所述金属导体包括金、银、铜，所述非金属材料包括半导体硅，所述热电偶包括R型热电偶、T型热电偶、K型热电偶、J型热电偶，所述碳质材料包括铅笔芯、石墨、玻碳。4.根据权利要求1所述的一种夹心式冷热交变电极，其特征在于:所述导电材料长于所述半导体制冷片，以利于所述导电材料与半导体制冷片连接的其中一端伸出半导体制冷片。5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种夹心式冷热交变电极，其特征在于:所述电化学电极的横截面形状为带状或盘状，该横截面的尺寸在纳米级至毫米级范围之间。6.一种夹心式冷热交变电极的制造方法，其特征在于:包括如下步骤， S1:提供导电材料、对称的两片或多片半导体制冷片、直流电源、导热硅脂、隔热材料； S2:通过导热硅脂将导电材料夹在对称的两片或多片半导体制冷片之间，使得导电材料与半导体制冷片紧密粘合，所述导电材料长于半导体制冷片，以使得导电材料的前端部分伸出半导体制冷片，而后在37度下干燥2小时； 53:待导热硅脂干后，在导电材料伸出的前端部分及与该前端部分相邻近的导电材料与半导体制冷片相接触处涂上隔热材料，待隔热材料固化后放置于50度的烘箱中5h进一步固化； 54:隔热材料固化后，周围被隔热材料覆盖的导电材料伸出的前端部分分别通过1000目砂纸，2000目砂纸，0.05 μπι的氧化铝粉打磨好并用二次水冲洗干净，完成电极制作； 55:通过直流电源调节所述对称的半导体制冷片的电流方向，即可调节电极表面的温度升降以及温度变化大小。7.根据权利要求6所述的一种夹心式冷热交变电极的制造方法，其特征在于:所述导电材料为金属导体、非金属材料、热电偶或碳质材料。8.根据权利要求7所述的一种夹心式冷热交变电极的制造方法，其特征在于:所述金属导体包括金、银、铜，所述非金属材料包括半导体硅，所述热电偶包括R型热电偶、T型热电偶、K型热电偶、J型热电偶，所述碳质材料包括铅笔芯、石墨、玻碳。9.根据权利要求6所述的一种夹心式冷热交变电极的制造方法，其特征在于:所述隔热材料为环氧树脂胶。10.根据权利要求6所述的一种夹心式冷热交变电极的制造方法，其特征在于:所述制作的电极的横截面形状为带状或盘状，该横截面的尺寸在纳米级至毫米级范围之间。
【专利摘要】本发明涉及一种夹心式冷热交变电极及其制造方法。包括一导电材料及将该导电材料夹在中间的半导体元件，所述半导体元件由对称的两片或多片半导体制冷片组成，通过直流电源调节对称的半导体制冷片的电流方向使得对称的半导体制冷片朝向导电材料的一侧同时发热或制冷；所述导电材料与半导体制冷片连接的其中一端通过隔热材料包裹并伸出部分作为电化学电极。本发明不仅可以快速升高电极温度、提高反应速率、提高灵敏度、去除电极表面污染物等优点，还可方便将电极所接触的溶液温度降到低于其冰点温度而不结冰，形成过冷溶液区域；本发明为研究过冷极端环境下溶液的物理化学性质，生物分子在电极上的自组装行为以及生物活性物质的电化学行为提供可能。
【IPC分类】G01N27/30
【公开号】CN105116035
【申请号】CN201510588807
【发明人】孙建军, 黄宗雄, 杨森
【申请人】福州大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月16日