The invention discloses a flexible stress sensor with high sensitivity and large form variable and a manufacturing method thereof. The nanowire structure of the invention by using anodic alumina template in the silicone rubber substrate into clusters, in which plating a layer of metal film as a conductive layer, relative to the base structure greatly improves the flexibility and range of tensile force sensor, sensor with high sensitivity. The sensor of the present invention through the nanowire structure between the slow effect of substrate stretch on the top of the metal film, to avoid the sharp rise in production and the resistance of the metal membrane penetrating cracks in the value, so as to improve the tensile range of metal film based on sensor. The flexible stress sensor of the present invention has the following advantages: a large stretching range, a maximum detectable 130% deformation, a high sensitivity, and a sensitivity parameter (GaugeFactor) of up to 3.3 * 10
【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度且大形变量的柔性应力传感器
本专利技术涉及柔性应力传感器制备工艺,具体涉及一种制备同时具有大拉伸范围和高灵敏度的柔性应力传感器的方法。
技术介绍
随着人工智能技术的迅猛发展,人类对人机交流的要求日益提高,具有仿人类触觉、嗅觉、听觉、视觉等感知功能的人造柔性电子器件在这场革命中占据了极其重要的位置。由于柔性应力传感器在探测脉搏、心跳等方面的优势使其在医疗健康领域有广泛的应用前景,成为人造柔性电子器件的核心组成。目前,制造拉力传感器的主流方式是在拉伸过程中将传感器的形变转化为电阻值的变化。其中一种方法是在聚合物中填充导电物质,例如Ag纳米线、碳粉和金属颗粒等,从而获得导电弹性体。另外一种方法是在柔性基底上面嵌入或堆叠导电的结构,例如金属膜、单壁碳纳米管、导电高分子和碳纳米管的复合物等,进而得到具有多层结构的拉力传感器。其中通过在柔性基地上面附着一层具有高导电率的金属膜而制备的具有多层结构的传感器灵敏度最高,然而这种传感器的拉伸范围极小,限制了其发展与应用。因此,迫切需要一种灵敏度高,同时探测形变量大的应力传感器
技术实现思路
本专利技术目的在于:提供一种制备过程简单,显著提升基于金属膜的传感器拉伸范围同时兼顾其灵敏度的新方法。通过在柔性基底和金属膜之间引入一层纳米线结构,极大地提升了传感器地拉伸范围,同时保证其具有较高灵敏度。本专利技术的具体技术方案如下:一种柔性应力传感器,包括:基底,所述基底由柔性材料制成,并且至少一个表面的至少一部分上具有团簇纳米线的结构;导电层,所述导电层包括形成在所述基底的所述纳米线结构上的高导电率的膜;所述柔性应力传感器能够 ...
【技术保护点】
一种柔性应力传感器,包括:基底,所述基底由柔性材料制成,并且至少一个表面的至少一部分上具有团簇纳米线的结构;导电层,所述导电层包括形成在所述基底的所述纳米线结构上的高导电率的膜;所述柔性应力传感器能够在外界拉力作用下发生弹性形变,其电阻值随着所述弹性形变而变化。
【技术特征摘要】
1.一种柔性应力传感器,包括:基底,所述基底由柔性材料制成,并且至少一个表面的至少一部分上具有团簇纳米线的结构;导电层,所述导电层包括形成在所述基底的所述纳米线结构上的高导电率的膜;所述柔性应力传感器能够在外界拉力作用下发生弹性形变,其电阻值随着所述弹性形变而变化。2.根据权利要求1所述的柔性应力传感器,其特征在于,所述柔性材料为硅橡胶。3.根据权利要求1所述的柔性应力传感器,其特征在于,所述纳米线直径为200-600nm,长度为1-6μm,纳米线中心的间距为250-650nm。4.根据权利要求1所述的柔性应力传感器,其特征在于,所述导电层包括在所述基底的所述纳米线结构上沉积的金属膜。5.根据权利要求4所述的柔性应力传感器,其特征在于,所述金属膜的金属种类包括铂、金、铜、银的一种或多种。6.根据权利要求4所述的柔性应力传感器,其特征在于,所述金属膜的厚度为10-1000nm。7.一种制备根据权利要求1-6之一所述的柔性应力传感器的方法,包括以下步骤:1)配制混合预聚物:将有机硅低...
【专利技术属性】
技术研发人员:苗伟宁,郑爽,肖梦婕,田野,江雷,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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