一种基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器及其制备方法和应用

1.本发明涉及湿度传感器技术领域，尤其涉及一种基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器及其制备方法和应用。


背景技术：

2.皮肤是人体的重要器官之一，就像人体的屏障一样，具有天然的保湿性能，在维持人体水分方面起着不可替代的作用。皮肤含水量的评价是临床诊断的重要指标，也是判断病情的重要依据。通过皮肤湿度的检测，可以间接了解体液水平和血液状态，对判断疾病性质和药物的治疗效果具有重要意义。传统测湿度的方法包括干湿球湿度计和毛发湿度计，准确度极低。近年来，电子式湿度传感器迅速发展。电子式湿度传感器基于不同的原理可分为：电容式、电阻式、重力测量式、微波式等；而基于敏感材料的不同又可分为：半导体氧化物、高分子材料、多孔的有机或无机材料等。用于皮肤湿度检测的湿度传感器需具有高灵敏度和能够实时检测的优势。目前，常用的皮肤湿度检测方法主要有目视评价和电学测试(包括测量电容、电阻和电感等)。视觉评价方法缺乏准确性，只适合有经验的专家来进行初步判断；市面上已有的皮肤湿度检测仪大多为电阻式和电容式，该方法一般都需要接触皮肤测量，使用不便。因此，亟需研制一种非接触、高灵敏度、具有可逆响应和恢复特性的皮肤湿度传感器。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器及其制备方法和应用，本发明提供的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器，可非接触检测，灵敏度高，具有可逆响应和恢复特性。
4.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
5.本发明提供了一种基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器，包括转换器件和氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜；
6.所述转换器件为谐振器型声表面波器件。
7.优选地，所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜由在所述谐振器型声表面波器件的叉指上依次溅射氮化铝薄膜和氧化锌纳米颗粒，然后生长氧化锌纳米棒形成。
8.本发明还提供了上述技术方案所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)采用氮化铝作为靶材，在所述谐振器型声表面波器件的叉指上进行第一磁控溅射，得到溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件；
10.(2)采用氧化锌作为靶材，在所述步骤(1)得到的溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件的氮化铝薄膜表面进行第二磁控溅射，得到溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件；
11.(3)将所述步骤(2)得到的溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件浸渍到氧化锌前驱体溶液中，得到基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
12.优选地，所述步骤(1)中第一磁控溅射过程中，所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度为190～210℃，第一磁控溅射的氩气的流量为 25～35sccm，第一磁控溅射的功率为90～120w。
13.优选地，所述步骤(1)中第一磁控溅射的腔室压力为0.8～1.2pa，第一磁控溅射的时间为10～130min
14.优选地，所述步骤(2)中第二磁控溅射过程中，所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度为190～210℃，第二磁控溅射的氩气的流量为 25～35sccm，第二磁控溅射的功率为90～120w。
15.优选地，所述步骤(1)中第二磁控溅射的腔室压力为0.8～1.2pa，第二磁控溅射的时间为0.5～5min。
16.优选地，所述步骤(3)中氧化锌前驱体溶液中包括锌源、甲基四胺、氨、聚乙烯亚胺和水。
17.优选地，所述步骤(3)中浸渍的温度为90～110℃，浸渍的时间为 50～70min。
18.本发明还提供了上述技术方案所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器或所述制备方法制备的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器在检测皮肤湿度中的应用。
19.本发明提供了一种基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器，包括转换器件和氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜，采用所述转换器件为谐振器型声表面波器件，利用所述转换器件对声表面波的灵敏度，当质量发生微小变化，就使得所述转换器件随机发生频率偏移，实现实时监测，并且利用转换器件的质量负载效应，使得微小的湿度变化引起较为明显的频率偏移，提高了所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器的灵敏度；所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜中的氮化铝薄膜(ain保护层)具有高声速、良好的压电性、导热性和耐腐蚀性，可以提高谐振器型声表面波器件的中心频率，降低插入损耗，起到保护所述转换器件上的叉指的作用；氧化锌是一种具有六方纤锌矿结构的宽禁带半导体金属氧化物，具有压电性和湿敏性，所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜表面的氧化锌纳米棒具有大的比表面积，可以提高所述敏感膜对水分子的吸附，促进水分子与氧化锌纳米棒结合，使得所述敏感膜吸附水分子后，所述敏感膜的质量发生变化，进而引起所述转换器件的声表面波频率的偏移，因此，当皮肤非接触式靠近所述传感器时，皮肤表面的水分被所述传感器上的所述敏感膜吸附，引起所述转换器件的声表面波频率的偏移，实现非接触式、实时监测皮肤湿度的目的，并且本发明提供的传感器，利用了具有纳米结构的氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜对水分子的吸附和解吸过程，使得所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器具有可逆响应和恢复特性，实现非接触检测。实施例的结果显示，利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测志愿者的手部皮肤湿度，能够非接触式、实时监测皮肤湿度，且灵敏度高，可以帮助人们实时检测皮肤状态，调整护肤方式，及时补充水分，以及选择适合自己的护肤用品。
附图说明
20.图1为本发明产品例1所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜制造流程图；
21.图2为本发明产品例1中所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜的扫描电子显微镜图；
22.图3为本发明利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器构建环境湿度检测系统(定标)装置示意图；
23.图4为本发明利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测的相对湿度和相对应环境湿度下特征频率偏移值的拟合线性方程图；
24.图5为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器构建人体皮肤湿度检测系统装置示意图；
25.图6为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测涂抹熙婷护手霜时志愿者的手部皮肤湿度随时间的变化图；
26.图7为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测涂抹强生护手霜时志愿者的手部皮肤湿度随时间的变化图；
27.图8为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测涂抹凡士林护手霜时志愿者的手部皮肤湿度随时间的变化图。
具体实施方式
28.本发明提供了一种基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器，包括转换器件和氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜；
29.所述转换器件为谐振器型声表面波器件。
30.在本发明中，若无特殊说明，所采用的原料均为本领域常规市售产品。
31.在本发明中，所述谐振器型声表面波器件的衬底的材质优选为压电陶瓷或压电单晶。在本发明中，所述压电单晶优选为铌酸锂或石英。在本发明中，所述谐振器型声表面波器件的叉指的材质优选为铝、铂或金。
32.在本发明中，所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜优选由在所述谐振器型声表面波器件的叉指上依次溅射氮化铝薄膜和氧化锌纳米颗粒，然后生长氧化锌纳米棒制备得到。
33.本发明提供的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器，可非接触检测，灵敏度高，具有可逆响应和恢复特性。
34.本发明还提供了上述技术方案所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)采用氮化铝作为靶材，在所述谐振器型声表面波器件的叉指上进行第一磁控溅射，得到溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件；
36.(2)采用氧化锌作为靶材，在所述步骤(1)得到的溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件的氮化铝薄膜表面进行第二磁控溅射，得到溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件；
37.(3)将所述步骤(2)得到的溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件浸渍到氧化锌前驱体溶液中，得到基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
38.本发明采用氮化铝作为靶材，在所述谐振器型声表面波器件的叉指上进行第一磁
控溅射，得到溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件。
39.在本发明中，所述第一磁控溅射过程中，所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度优选为190～210℃，更优选为195～205℃。本发明将第一磁控溅射过程中，所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度控制在上述范围，以控制第一磁控溅射过程中氮化铝薄膜的生长速度，利于氮化铝薄膜(ain保护层)的形成，获得性能较好的所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
40.在本发明中，所述第一磁控溅射的氩气流量优选为25～35sccm，更优选为28～32sccm。本发明将第一磁控溅射的氩气流量控制在上述范围，以调整氮化铝薄膜结构的致密性，提高制备的所述传感器的灵敏度和缩短响应时间，获得性能较好的所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
41.在本发明中，所述第一磁控溅射的功率优选为90～120w，更优选为 95～110。本发明中所述第一磁控溅射的功率由第一磁控溅射的腔室压力决定。
42.在本发明中，所述第一磁控溅射的腔室压力优选为0.8～1.2pa，更优选为 0.9～1.1pa。本发明将第一磁控溅射的腔室压力控制在上述范围，以控制第一磁控溅射过程中氮化铝薄膜的生长速度，利于氮化铝薄膜的形成，获得性能较好的所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
43.在本发明中，所述第一磁控溅射的时间优选为10～130min，更优选为 15～120min。本发明将第一磁控溅射的时间控制在上述范围，以在第一磁控溅射过程中形成均匀性较好的氮化铝薄膜的，获得性能较好的所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
44.得到溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件后，本发明采用氧化锌作为靶材，在所述溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件的氮化铝薄膜表面进行第二磁控溅射，得到溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件。
45.在本发明中，所述第二磁控溅射过程中，所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度优选为190～210℃，更优选为195～205℃。本发明将第二磁控溅射过程中，所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度控制在上述范围，以控制第二磁控溅射过程中氧化锌纳米颗粒的生长速度，利于在氮化铝薄膜表面形成氧化锌纳米颗粒种子层，从而促进后续浸渍过程中氧化锌纳米棒的生长，获得综合性能较好的所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
46.在本发明中，所述第二磁控溅射的氩气流量优选为25～35sccm，更优选为28～32sccm。本发明将第二磁控溅射的氩气流量控制在上述范围，以调整氧化锌纳米颗粒的颗粒直径，促进后续浸渍过程中氧化锌纳米棒的生长，提高制备的所述传感器的灵敏度，获得性能较好的所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
47.在本发明中，所述第二磁控溅射的功率优选为90～120w，更优选为95～110。本发明中所述第二磁控溅射的功率由第二磁控溅射的腔室压力决定。
48.在本发明中，所述第二磁控溅射的腔室压力优选为0.8～1.2pa，更优选为 0.9～1.1pa。本发明将第二磁控溅射的腔室压力控制在上述范围，以调控氧化锌纳米颗粒的生长速度，利于氧化锌纳米颗粒种子层的形成，从而促进后续浸渍过程中氧化锌纳米棒的生长，获得综合较好的所述基于氧化锌纳米棒/ 氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
49.在本发明中，所述第二磁控溅射的时间优选为0.5～5min，更优选为 1～4min。本发明将第二磁控溅射的时间控制在上述范围，以促进第二磁控溅射过程中形成的氧化锌纳米颗粒的致密性，促进后续浸渍过程中氧化锌纳米棒的生长，提高制备的所述传感器的灵敏度，获得性能较好的所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
50.得到溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件后，本发明将所述溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件浸渍到氧化锌前驱体溶液中，得到基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
51.在本发明中，所述氧化锌前驱体溶液中优选包括锌源、甲基四胺、氨、聚乙烯亚胺和水。在本发明中，所述锌源优选为硝酸锌。在本发明中，所述氧化锌前驱体溶液中锌源的质量、甲基四胺的质量、氨的质量、聚乙烯亚胺的质量和水的体积之比优选为(2.8～4.2)g：(1.2～2.2)g：(0.15～0.25)g： (0.25～0.35)g：(230～270)ml，更优选为(3～4)g：(1.5～2)g：(0.18～0.23) g：(0.28～0.32)g：(240～260)ml，进一步优选为3.7186g：1.7524g：0.2129g： 0.3g：250ml。本发明将所述氧化锌前驱体溶液中锌源的质量、甲基四胺的质量、氨的质量、聚乙烯亚胺的质量和水的体积之比控制在上述范围，以有利于浸渍过程中生长出均匀、整齐、致密的氧化锌纳米棒，提高制备的所述传感器的灵敏度。
52.在本发明中，所述浸渍的温度优选为90～110℃，更优选为95～105℃。在本发明中，所述浸渍的时间优选为50～70min，更优选为55～65min。本发明将浸渍的温度和时间控制在上述范围，有利于浸渍过程中生长出均匀、致密的氧化锌纳米棒，提高制备的所述传感器的灵敏度。
53.浸渍完成后，本发明优选将所述浸渍得到的产物依次进行降温、水洗和干燥。
54.本发明对所述降温的方式没有特殊的限定，实现降温至室温即可。在本发明中，所述水洗的方式优选为用纯水冲洗所述谐振器型声表面波器件的叉指。本发明对所述干燥的方式没有特殊的限定，实现除去水分的目的即可。本发明通过干燥，以保证所述传感器干燥，促进其测得的皮肤湿度准确且使得其性能更稳定。
55.本发明还提供了上述技术方案所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器在检测皮肤湿度中的应用。
56.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.下述产品例、制备例和应用例中的药品和器材购买源如下：
58.谐振器声表面波器件购自北京中迅四方科技有限公司(中国北京)；
59.jgp450超高真空多功能溅射设备购自中国科学院沈阳科学仪器研究中心；
60.氮化铝和氧化锌靶材购自中诺新材料(北京)科技有限公司；
61.六亚甲基四胺、硝酸锌和氨均购自天津达茂化学试剂厂；
62.聚乙烯亚胺购自上海远野生物科技有限公司；
63.所有化学品均按收货时使用，无需进一步纯化；
64.所有实验中使用的水都是通过微孔系统净化的。
65.产品例1
66.基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器，由转换器件和氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜组成；
67.所述转换器件为谐振器型声表面波器件；所述谐振器型声表面波器件的衬底的材质为石英；所述谐振器型声表面波器件的叉指的材质为al金属；
68.所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜由在所述谐振器型声表面波器件的叉指上依次溅射氮化铝薄膜和氧化锌纳米颗粒，然后生长氧化锌纳米棒制备得到。
69.所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜制造流程如图1所示，其中a1为声表面波器件的金属引线，a2为声表面波器件上带有敏感膜的叉指结构，a3为石英基底，a4为al叉指，a5为aln保护层(即氮化铝薄膜)，a6为zno 种子层(氧化锌纳米颗粒)，a7为zno纳米棒；
70.利用扫描电子显微镜观察产品例1中所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜，得到扫描电子显微镜图如图2所示。由图2可知，产品例1中所述氧化锌纳米棒/氮化铝敏感膜表面成功的生长出来了致密、均匀的氧化锌纳米棒。
71.制备例1
72.产品例1所述基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器的制备方法，由以下步骤组成：
73.(1)采用氮化铝作为靶材，在所述谐振器型声表面波器件的叉指上进行第一磁控溅射，得到溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件；
74.进行第一磁控溅射前，使用射频网络分析仪测量所述谐振器型声表面波器件裸件的中心频率，并保存五组数据取平均值以保证实验准确性；
75.第一磁控溅射的工艺参数为：所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度保持在200℃，ar2气体流量保持在30sccm，第一磁控溅射的功率保持在 100w，第一磁控溅射的腔室压力保持在1pa，第一磁控溅射的时间为30min；
76.(2)采用氧化锌作为靶材，在所述步骤(1)得到的溅射氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件的氮化铝薄膜表面进行第二磁控溅射，得到溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件；
77.第二磁控溅射的工艺参数为：所述谐振器型声表面波器件的衬底的温度保持在200℃，ar2气体流量保持在30sccm，第二磁控溅射的功率保持在 100w，第二磁控溅射的腔室压力保持在1pa，第二磁控溅射的时间为1min；
78.(3)将所述步骤(2)得到的溅射氧化锌纳米颗粒/氮化铝薄膜的谐振器型声表面波器件浸没到氧化锌前驱体溶液中，再全部放到真空干燥箱中，在 100℃下浸渍60min，浸渍完成后，将浸渍的产物的温度降低至室温后，用纯水冲洗声所述谐振器型声表面波器件的叉指，以去除表面多余的溶液并进行干燥，得到基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
79.所述氧化锌前驱体溶液由将硝酸锌(3.7186g)、甲基四胺(1.7524g)、氨(0.2129g)和聚乙烯亚胺(0.3g)混合溶解在250ml的纯水中制备得到。
80.利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器构建环境湿度检测系统，如图3所示；
81.图3为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器构建环境湿度检测系统(定标)装置示意图，其中b1为网络分析仪，b2所述传感器，b3为密封
测试箱，b4为商用温湿度记录仪，b5为蒸汽(湿度)提供装置，b6为干燥氮气瓶，b7为气体阀门；
82.将制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器放入密闭的试验箱并与网络分析仪连接。通过将不同体积比的水蒸气和干燥气体注入密封测试箱，获得了从10％到98％的不同湿度水平，使用温湿度记录仪th20bl-ex(中国妙冠科技有限公司)对试验环境进行定量监测。只向箱内注入干气以获得最低湿度(10％)，只向箱内注入水蒸气以获得最高湿度(98％)。用所述传感器检测每个所述环境湿度下的特征频率-损耗曲线，通过特征频率-损耗曲线获得每个环境湿度下的特征频率偏移值，建立环境相对湿度和相对应环境湿度下特征频率偏移值的坐标系，将不同的环境湿度下的特征频率偏移与相应的环境湿度代入坐标系，得到拟合线性方程图如图4所示，其中，形成的标准曲线如图4中曲线a，标准曲线拟合成直线获得该直线的线性回归方程如图4中曲线b。由图4，得到线性回归方程：y 是特征频率偏移值，x是相对湿度，当x为0到20时，ln(y)＝0.36861x-11.3877，当x为20到90时，ln(y)＝0.05955x-4.88836，由此可见，制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器具有良好的线性相关度。
83.利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器构建人体皮肤湿度检测系统，如图5。
84.图5为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器构建人体皮肤湿度检测系统装置示意图，其中a1是网络分析仪， a2是志愿者的手部姿势，a3是测试夹具，a4是制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器。
85.应用例1
86.利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器和上述人体皮肤湿度检测系统，检测人体皮肤湿度的操作步骤如下：
87.(1)首先使用射频网络分析仪记录下未涂抹熙婷护手霜时志愿者的手部皮肤湿度对应的器件中心频率；
88.(2)再次使用射频网络分析仪记录下涂抹熙婷护手霜时志愿者的手部皮肤湿度对应的器件中心频率；
89.(3)然后每隔十分钟使用射频网络分析仪记录一次志愿者的手部皮肤湿度传感器中心频率偏移，直到皮肤水分恢复到志愿者涂抹熙婷护手霜前的状态，得到利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测熙婷护手霜对志愿者的手部皮肤湿度影响时器件的中心频率变化情况如图6。
90.获得待测志愿者的手部皮肤湿度的损耗-特征频率曲线并通过该损耗-特征频率获得特征频率偏移值，将待测志愿者皮肤湿度的特征频率偏移值代入图4中的线性回归方程，得到志愿者的皮肤湿度。
91.图6为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测涂抹熙婷护手霜时志愿者的手部皮肤湿度随时间的变化图，由图6可知，制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器能够非接触式、实时监测皮肤湿度，且灵敏度高，熙婷护手霜的保湿时长为40min。
92.应用例2
93.利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器和上述人体皮肤湿度检测系统，检测人体皮肤湿度的操作步骤如下：
94.(1)首先使用射频网络分析仪记录下未涂抹强生护手霜时志愿者的手部皮肤湿度对应的器件中心频率；
95.(2)再次使用射频网络分析仪记录下涂抹强生护手霜时志愿者的手部皮肤湿度对应的器件中心频率；
96.(3)然后每隔十分钟使用射频网络分析仪记录一次志愿者的手部皮肤湿度传感器中心频率偏移，直到皮肤水分恢复到志愿者涂抹强生护手霜前的状态，得到利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测强生护手霜对志愿者的手部皮肤湿度影响时器件的中心频率变化情况如图7。
97.获得待测志愿者的手部皮肤湿度的损耗-特征频率曲线并通过该损耗-特征频率获得特征频率偏移值，将待测志愿者皮肤湿度的特征频率偏移值代入图4中的线性回归方程，得到志愿者的皮肤湿度。
98.图7为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测涂抹强生护手霜时志愿者的手部皮肤湿度随时间的变化图，由图7可知，制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器能够非接触式、实时监测皮肤湿度，且灵敏度高，强生护手霜的保湿时长为110min。
99.应用例3
100.利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器和上述人体皮肤湿度检测系统，检测人体皮肤湿度的操作步骤如下：
101.(1)首先使用射频网络分析仪记录下未涂抹凡士林护手霜时志愿者的手部皮肤湿度对应的器件中心频率；
102.(2)再次使用射频网络分析仪记录下涂抹凡士林护手霜时志愿者的手部皮肤湿度对应的器件中心频率；
103.(3)然后每隔十分钟使用射频网络分析仪记录一次志愿者的手部皮肤湿度传感器中心频率偏移，直到皮肤水分恢复到志愿者涂抹凡士林护手霜前的状态，得到利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测凡士林护手霜对志愿者的手部皮肤湿度影响时器件的中心频率变化情况如图8。
104.获得待测志愿者的手部皮肤湿度的损耗-特征频率曲线并通过该损耗-特征频率获得特征频率偏移值，将待测志愿者皮肤湿度的特征频率偏移值代入图4中的线性回归方程，得到志愿者的皮肤湿度。
105.图8为利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测涂抹凡士林护手霜时志愿者的手部皮肤湿度随时间的变化图，由图8可知，制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器能够非接触式、实时监测皮肤湿度，且灵敏度高，凡士林护手霜的保湿时长为130min。
106.综上可知，利用制备例1获得的基于氧化锌纳米棒/氮化铝的声表面波皮肤湿度传感器检测志愿者的手部皮肤湿度，能够非接触式、实时监测皮肤湿度，且灵敏度高，可以帮助人们实时检测皮肤状态，调整护肤方式，及时补充水分，以及选择适合自己的护肤用品。
107.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。