一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法。本发明专利技术首先对柔性基底表面进行改性处理和拉伸处理，然后将功能化石墨烯分散液涂覆在经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；再通过还原处理，形成石墨烯敏感层；然后涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器。本发明专利技术通过柔性基底进行改性和拉伸处理，使得基底对应力/应变波的传递都更加敏感；本发明专利技术所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为NMP，NMP溶剂沸点较高，蒸发缓慢，因此咖啡环效应明显，石墨烯晶片形成渐变的堆叠结构，进一步优化了石墨烯敏感层的传感性能。

A Flexible Strain Sensor with Ultra-Fast Response and Its Preparation Method

The invention provides a flexible strain sensor with ultra-fast response and a preparation method thereof. The invention first modifies and stretches the surface of the flexible substrate, then coats the functional graphene dispersion solution on the surface of the stretched flexible substrate to form a functional graphene film, then forms a graphene sensitive layer through reduction treatment, and then coats conductive silver glue and bonds wires to obtain a flexible strain sensor with ultra-fast response. The flexible base is modified and stretched to make the base more sensitive to stress/strain wave transmission; the dispersing solvent of the functionalized graphene dispersion is NMP, the boiling point of the NMP solvent is high, and the evaporation is slow, so the coffee ring effect is obvious, and the graphene wafer forms a gradient stacking structure, which further optimizes the sensing performance of the graphene sensitive layer.

【技术实现步骤摘要】
一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法
本专利技术涉及传感器的
，特别涉及一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法。
技术介绍
应变传感器是能够感知待测物体的变形，将材料形变转换为易传输、处理的电信号或者光信号的一类柔性传感器件。“柔性”要求应变传感器可以共形覆盖在无规则的待测物体表面，同时保持良好的功能性。近年来，随着柔性材料以及加工技术的发展，柔性传感器逐渐成为了研究热点。柔性应变传感器的基本结构一般是由敏感材料(SenseMaterial)、界面(Interface)、基底(Substract)三层结构构成。基底与被测界面相连，应力波通过基底、基底与敏感材料的界面耦合至敏感材料，使得敏感材料电特性发生变化，从而实现应变的测量。柔性应变传感器的响应时间是由应力波从被测基底通过界面传递到敏感材料部分，并使敏感材料电特性发生可检测变化的时间决定的，主要包含被测基底到界面的传播时间T基底，界面的传播时间T界面，以及敏感材料电特性变化时间T敏感三个时间，响应时间即为这三个时间之和。传统电阻式应变传感器响应时间在十微秒量级，而现有的柔性应变传感器的响应时间在百毫秒量级，差距较大，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超快响应的柔性应变传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)对柔性基底表面进行改性处理，然后对得到的改性柔性基底进行拉伸处理，在所述改性柔性基底表面形成贯通的长裂纹；(2)将功能化石墨烯分散液涂覆在所述步骤(1)经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为N‑甲基吡咯烷酮；(3)对所述功能化石墨烯薄膜进行还原处理，形成石墨烯敏感层；(4)在所述石墨烯敏感层两侧涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器；所述超快响应的柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。

【技术特征摘要】
1.一种超快响应的柔性应变传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)对柔性基底表面进行改性处理，然后对得到的改性柔性基底进行拉伸处理，在所述改性柔性基底表面形成贯通的长裂纹；(2)将功能化石墨烯分散液涂覆在所述步骤(1)经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮；(3)对所述功能化石墨烯薄膜进行还原处理，形成石墨烯敏感层；(4)在所述石墨烯敏感层两侧涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器；所述超快响应的柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柔性基底的杨氏模量为1MPa～1GPa；所述柔性基底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的改性处理包括化学改性处理或等离子体改性处理；所述化学改性处理包括以下步骤：将所述柔性基底在多巴胺溶液中浸渍；所述等离子体改性包括以下步骤：对所述柔性基底表面进行氧等离子体处理；所述氧等离子体处理的功率为250～350w，气体流量为30～50mL/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨婷婷，徐炜，代刚，李小石，杜亦佳，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51