可贴敷式离子型柔性湿度传感器、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种可贴敷式离子型柔性湿度传感器、其制备方法及应用。所述传感器包括：柔性衬底，其具有相背对的第一、第二表面；设置于所述柔性衬底的第一表面的敏感层；以及，间隔设置的至少两个电极，且该至少两个电极与所述敏感层电性结合；所述敏感层包括离子型改性聚合物电解质敏感薄膜，所述薄膜具有均匀分布的三维孔状结构。本发明专利技术的传感器具有轻薄、柔软等特点，可以被加工成多种形状，具有可穿戴、可贴附的优点，可实现对湿度的较高灵敏度的单一性响应，并还具有高精度、高可靠性、长寿命等优点，同时其制备工艺简单可控，原料廉价易得，适合大规模工业化生产，所构建的非接触湿度开关系统可实现手指非接触靠近可视显示。

Sticking type ion type flexible humidity sensor, preparation method and application thereof

The invention discloses a flexible ionic humidity sensor with an adhesion type, a preparation method and an application thereof. The sensor comprises a flexible substrate, having opposite first and second on the surface; the flexible substrate is arranged on the first surface of the sensitive layer; and, spaced at least two electrodes, and at least two of the electrode and the sensitive layer is electrically connected; wherein the sensitive layer includes ion type the modified polymer electrolyte film, the film has a three-dimensional porous structure of uniform distribution. The sensor of the present invention is thin, soft features, can be processed into a variety of shapes, with wearable, attached the advantages of single can achieve higher sensitivity to humidity response, and also has the advantages of high accuracy, high reliability, long life and other advantages, and the preparation process is simple and controllable, cheap and easy the raw material, suitable for large-scale industrialized production, non-contact humidity switch the system can realize the non-contact finger close to the visual display.

【技术实现步骤摘要】
可贴敷式离子型柔性湿度传感器、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种传感器，特别涉及一种可贴敷式离子型柔性湿度传感器及其制备方法与应用。
技术介绍
湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器，它将所测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电(频率)信号等。它是一类重要的化学传感器，在仓储、工业生产、过程控制、环境监测等方面有着广泛的应用。湿度传感器的种类很多，自30年代LiCl为代表的电解质电阻型湿度传感器问世以来，新的湿敏材料与结构形式不断涌现。其中，高分子电阻型薄膜湿度传感器因具有响应特性好、测湿范围宽、易于集成化等优点，已逐渐取代无机陶瓷传感器成为湿度传感器发展的重点方向。高分子电阻型湿度传感器主要为电子导电型及离子导电性两类。其中电子导电型由于稳定性较差研究和应用都较少，现在主要以离子型为主，其机理为：高分子湿敏膜吸湿后，在水分子作用下，离子相互作用减弱，迁移速度增加；同时吸附的水分子使解离的离子增多，膜的电阻随湿度增加而降低，由电阻变化可测知环境湿度。但目前包括离子型聚合物在内的湿敏元件，其稳定性和可靠性都不甚理想，尤其是湿敏薄膜自身的含水率是影响器件检测下限和长时稳定性的关键因素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于包括：柔性衬底，其具有相背对的第一表面和第二表面，设置于所述柔性衬底的第一表面的敏感层，以及，间隔设置的至少两个电极，且该至少两个电极与所述敏感层电性结合；所述敏感层包括离子型改性聚合物电解质敏感薄膜，所述薄膜具有均匀分布的三维孔状结构，所述三维孔状结构中所含孔的孔径为0.1～50μm，且孔与孔之间的距离大于0而小于或等于50μm，从而在所述传感器工作时能于所述薄膜中形成气‑固两相共存的状态。

【技术特征摘要】
1.一种可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于包括：柔性衬底，其具有相背对的第一表面和第二表面，设置于所述柔性衬底的第一表面的敏感层，以及，间隔设置的至少两个电极，且该至少两个电极与所述敏感层电性结合；所述敏感层包括离子型改性聚合物电解质敏感薄膜，所述薄膜具有均匀分布的三维孔状结构，所述三维孔状结构中所含孔的孔径为0.1～50μm，且孔与孔之间的距离大于0而小于或等于50μm，从而在所述传感器工作时能于所述薄膜中形成气-固两相共存的状态。2.根据权利要求1所述的可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于：所述敏感层直接形成于所述柔性衬底的第一表面；和/或，所述电极的第一部分与所述敏感层结合，第二部分从所述敏感层表面引出。3.根据权利要求1所述的可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于：所述可贴敷式离子型柔性湿度传感器的厚度为10～100μm。4.根据权利要求1-3中任一项所述的可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于：所述敏感层上还覆设有柔性保护层。5.根据权利要求4所述的可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于：所述柔性保护层直接形成于所述敏感层表面及所述电极第一部分表面。6.根据权利要求1所述的可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于：所述柔性衬底上分布有连续贯穿所述第一表面和第二表面的复数个透气孔，所述透气孔孔径大于0而小于或等于50μm；和/或，所述柔性衬底的厚度为20-300μm；和/或，所述柔性衬底的材质包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺和聚乙烯的任意一种或两种以上的组合。7.根据权利要求1所述的可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于：所述柔性保护层上分布有复数个透气孔，所述透气孔沿从所述第一表面指向第二表面的方向连续贯穿所述柔性保护层，并且所述透气孔孔径大于0而小于或等于50μm；和/或，所述柔性保护层的厚度为2-100μm；和/或，所述柔性保护层的材质包括聚二甲基硅氧烷薄膜或聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜。8.根据权利要求1所述的可贴敷式离子型柔性湿度传感器，其特征在于：所述离子型改性聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁，张珽，徐雁，丁海燕，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32