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柔性壓力傳感器及其制備方法與流程

文檔序號:11103100閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種柔性壓力傳感器,其特征在于,包括兩層柔性導電復合薄膜,兩層所述柔性導電復合薄膜層疊結(jié)合,且一所述柔性導電復合薄膜朝向另一所述柔性導電復合薄膜的表面形成有呈周期性排列的單層微半球陣列。

2.如權(quán)利要求1所述的柔性壓力傳感器,其特征在于,所述單層微半球陣列的微半球為納米級、亞微米級或微米級微半球。

3.如權(quán)利要求1所述的柔性壓力傳感器,其特征在于,所述柔性導電復合薄膜由碳納米管和PDMS的混合物制成。

4.如權(quán)利要求3所述的柔性壓力傳感器,其特征在于,所述碳納米管為多壁碳納米管,所述多壁碳納米管的直徑為10-200nm、長度為2-20μm。

5.一種柔性壓力傳感器的制備方法,包括以下步驟:

提供一基底,將所述基底進行表面親水處理,在所述基底的一親水表面制備緊密排列的單層膠體微球陣列;

在所述單層膠體微球陣列表面沉積PDMS材料,固化形成PDMS層,且所述PDMS的厚度>所述單層膠體微球陣列的高度;將粘結(jié)有所述單層膠體微球陣列的PDMS層從所述基底上剝離,采用溶劑溶解形成單層膠體微球陣列的膠體微球,得到具有周期性排列的微納凹洞的柔性PDMS模板;

在所述柔性PDMS模板設(shè)置微納凹洞的表面澆注碳納米管和PDMS的混合液,固化形成柔性導電復合預制薄膜,且所述柔性導電復合預制薄膜的厚度>所述微納凹洞的高度;將所述柔性導電復合預制薄膜從所述柔性PDMS模板上剝離,得到一表面形成周期性排列的單層微半球陣列的柔性導電復合薄膜;

將兩個所述柔性導電復合薄膜的微半球陣列面相對設(shè)置,引出電極,得到柔性壓力傳感器。

6.如權(quán)利要求5所述的柔性壓力傳感器的制備方法,其特征在于,采用氣液界面自組裝方法在所述基底的一親水表面制備緊密排列的單層膠體微球陣列,其方法為:

在所述基底的一親水表面滴加去離子水,形成水膜;

提供單分散的膠體微球溶液,從所述水膜的一側(cè)緩慢注入所述膠體微球溶液,待水分去除,得到緊密排列的單層膠體微球陣列。

7.如權(quán)利要求5或6所述的柔性壓力傳感器的制備方法,其特征在于,所述單層膠體微球陣列中的膠體微球為聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、二氧化硅球或聚氰胺甲醛樹脂微球。

8.如權(quán)利要求5所述的柔性壓力傳感器的制備方法,其特征在于,在所述柔性PDMS模板設(shè)置微納凹洞的表面澆注碳納米管和PDMS的混合液之前,還包括對所述微納凹洞的薄膜表面進行等離子體或硅烷化處理。

9.如權(quán)利要求5所述的柔性壓力傳感器的制備方法,其特征在于,所述單層膠體微球陣列中的膠體微球的粒徑為納米級、亞微米級或微米級。

10.如權(quán)利要求5所述的柔性壓力傳感器的制備方法,其特征在于,對所述基底進行表面親水處理的方法為:

將所述基底置于體積比為7:3的濃硫酸與過氧化氫的混合液一中浸泡清洗后,用去離子水清洗,然后將所述基底置于去離子水、氨水、過氧化氫體積比為5:1:1的混溶液二中浸泡處理,經(jīng)超聲清洗、烘干后,再進行等離子體處理。

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