The present invention provides a flexible pressure sensitive sensor and a preparation method of the sensor, which is composed of a microstructured flexible substrate and a metal conductive layer. A highly ordered pit cavity can be obtained by using the static breathing map, and the structure of the two hemispheres is duplicated to obtain the elastic substrate with hemispherical array structure. After that, two thin films loaded with metal layer are assembled with silver electrodes and wires, and a flexible pressure sensitive sensor can be obtained. The micro structured piezoresistive sensor generates corresponding electrical response signal through changing the contact area between the micro structure and pressure, which is not only highly sensitive and flexible, but also has good durability and stability.
【技术实现步骤摘要】
一种微结构化压敏传感器及其制备方法
本专利技术是属于化工领域的一种复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着智能机器人等技术的发展,越来越多的场合需要既能检测受力又具有柔性的新型触觉传感器,从而实现模拟拉伸、弯曲和人体皮肤的触觉感知能力,在可穿戴电子设备、健康监测、假肢、机器人、微创手术和生物医药等各方面具有潜在应用价值,近年来备受关注。压力传感器通常作为变换器使用,能将外力转换为电信号或其他可识别的输出信号。根据不同类型的转换机制,可以分为电阻型、电容型,压电型、摩擦生电型和光学压力传感器。其中电阻式传感器是通过电阻变化能测得所受压力,电阻型传感器的性能取决于敏感元件的电阻变化,而压阻材料的电阻或应变仪的接触电阻随外部压力的调整而发生变化可能引起敏感元件的电阻变化。目前电阻式压敏传感器装置结构简单,易读取,并且具备快速的响应时间和优良的重复性。然而,无论是灵敏度还是可承受的压力范围都不足以媲美人体皮肤。制备能满足高灵敏度、柔性、快速响应、耐久性等需求的柔性压敏传感器需要考虑的重要因素是传感材料和器件结构的选择。常见的传导组分有碳系纳米材料,金属纳米材料以及导电聚合物等。其中金属纳米颗粒导电性优异,对外界变化感应快,通过复合弹性基板可以实现柔性和高灵敏度。另外,还可以引入特殊的三维结构来改善传感器性能,如三维多孔结构、高密度有序阵列等,压力致使结构变换进而引起导电层间的接触电阻变化,因此可以通过调控结构来提高传感器性能。
技术实现思路
本专利技术的目的,是制备一种可以感知微小压力同时在较高压力下仍具有高灵敏度的柔性压力传感器,同时具有优良的循环稳定性。本专利技术的 ...
【技术保护点】
一种微结构化压敏传感器,其特征在于,是将聚苯乙烯溶解于二氯甲烷的极性溶剂中,通过静态呼吸图法得到有序的多孔膜;在该多孔模板的表面填充聚二甲基硅氧烷,除去模板后可获得微结构化柔性基板,再通过磁控离子溅射的方法在表面沉积金颗粒层,最后两片结构面相对组装成压敏传感器。
【技术特征摘要】
1.一种微结构化压敏传感器,其特征在于,是将聚苯乙烯溶解于二氯甲烷的极性溶剂中,通过静态呼吸图法得到有序的多孔膜;在该多孔模板的表面填充聚二甲基硅氧烷,除去模板后可获得微结构化柔性基板,再通过磁控离子溅射的方法在表面沉积金颗粒层,最后两片结构面相对组装成压敏传感器。2.根据权利要求1所述的一种微结构化压敏传感器,其特征在于,所述压敏传感器检测5Pa压力的响应时间约为26ms。3.一种微结构化柔性压敏传感器的制备方法,包括如下步骤:(1)、将聚苯乙烯溶解于二氯甲烷的极性溶剂中,并添加两亲性聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物,调节不同的浓度及配比通过静态呼吸图法制备孔洞均匀、分布有序的聚苯乙烯膜;(2)、在步骤(1)制得的多孔聚苯乙烯模板上滴加聚二甲基硅氧烷预聚体,加热固化后用二氯甲烷溶解除去聚苯乙烯层,得到微阵列结构的聚二甲基硅氧烷基体;(3)、在步骤(2)制得聚二甲基硅氧烷膜表面通过磁控离子溅射的方法沉积金颗粒层,通过控制时间来控制颗粒层的厚度...
【专利技术属性】
技术研发人员:张玲,李春忠,王芝慧,方建鹏,
申请(专利权)人:华东理工大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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