一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器制造技术

技术编号:23757999 阅读:25 留言:0更新日期:2020-04-11 16:05
本发明专利技术公开了一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,所述传感器包括弹性导电基底,设置在所述弹性导电基底两侧的可变形的刺激响应层,且两侧的所述刺激响应层由不同的刺激响应材料制成。本发明专利技术通过在弹性导电基体两侧分别涂覆一层对温度、光、磁、电、湿度、溶剂或pH等外界刺激条件具有定向弯曲变形行为的刺激响应层制备出具有三层结构的压力传感器件,通过不同刺激响应材料的协同作用使之具有灵敏度高、稳定性强、重复性好等特点,通过研究该传感器件在不同的环境温度、光、磁、电、湿度、溶剂或溶液pH值等外界刺激条件下传感器压力的变化情况,从而实现对传感器件响应性形变的有效调控。

A flexible pressure sensor with multiple stimulus response structure

【技术实现步骤摘要】
一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器
本专利技术涉及传感器
,尤其涉及一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器。
技术介绍
开发多功能、环保、节能材料是人类可持续发展的客观条件,智能薄膜材料就是其中一种。智能驱动薄膜是一种可以将包含在化学或物理刺激中的能量转化为宏观形变的薄膜材料,它具备易修饰改性、易加工、易组装等特点,此类薄膜可以通过pH,温度,离子强度,光,电场和磁场等外部刺激进行驱动。这类智能薄膜材料可作为智能传感器、驱动器、软体机器人、能量采集器等被广泛应用于生物、医学、环境、工程等领域,因此,研究和开发高灵敏性,多响应性、高选择性且形变可控,制备简单的刺激响应性薄膜显得尤为重要。目前,对于智能薄膜材料的研究主要倾向于单一的外界刺激条件如光、热、气体蒸汽等的刺激,从而诱发传感器件机械性能及形态的改变。有研究报道利用有机染料分子晶体和聚合物制备成复合薄膜材料,通过一定波长的紫外光的照射使薄膜发生形变和运动;也有研究报道利用将温敏性聚合物(聚异丙基丙烯酰胺)空心球引入薄膜中来制备智能型透湿薄膜,通过对温度的调控来达到薄膜的不同透湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,包括弹性导电基底,设置在所述弹性导电基底两侧的可变形的刺激响应层,且两侧的所述刺激响应层由不同的刺激响应材料制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,包括弹性导电基底,设置在所述弹性导电基底两侧的可变形的刺激响应层,且两侧的所述刺激响应层由不同的刺激响应材料制成。


2.根据权利要求1所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述可变形的刺激响应层为热响应材料层、光响应材料层、光热响应材料层、磁热响应材料层、电热响应材料层、湿度响应材料层、溶剂响应材料层或pH响应材料层中的任意两种。


3.根据权利要求1所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述柔性压力传感器在温度、光、磁、电、湿度、pH外界刺激条件下可发生变形。


4.根据权利要求1所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述可变形的刺激响应层通过表面化学接枝或物理涂覆的方式形成在所述弹性导电基底上。


5.根据权利要求1-3任一项所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述可变形的刺激响应层的厚度为100nm~1mm。


6.根据权利要求1-3任一项所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述弹性导电基底的厚度为0.5μm~1mm。


7.根据权利要求1所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述弹性导电基底为弹性导电纤维、弹性导电纱线或弹性导电无纺布中的一种。


8.根据权利要求5所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述弹性导电纤维的细度为30~120dtex;所述弹性导电纱线的细度为15~80tex。


9.根据权利要求2所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述热响应材料层为温敏性聚合物,选自以下物质中的至少一种:聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(N-正丙基丙烯酰胺)、聚(N-环丙基丙烯酰胺)、聚(N-异丙基甲基丙烯酰胺)、聚(N-乙基丙烯酰胺)、聚(N-丙烯酰氧基-N-丙基哌嗪)、聚(N-(L)-(1-羟甲基)丙基甲基丙烯酰胺)、聚[N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮]、聚[N-(3-丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(3-甲基丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(2-丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(1-甲基-2-丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮]、聚(2-烷基-2-唑啉)、聚(2-乙基-2-唑啉)、聚(2-异丙基-2-唑啉)、聚(2-正丙基-2-唑啉)、聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯、聚(N-乙烯基环己内酰胺)、聚丙烯酰吡咯烷、聚甲基乙烯基醚、聚甲氧基乙基乙烯基醚、聚乙氧基乙基乙烯基醚、聚乙氧基乙氧基乙烯基醚、聚环氧丙烷、聚[低聚(乙二醇)单甲醚甲基丙烯酸酯]、聚有机膦腈、弹性蛋白样多肽、以及含上述单元的共聚物或衍生物。


10.根据权利要求2所述的一种多重刺激响应结构的柔性压力传感器,其特征在于,所述光热响应材料层是在所述热响应材料中添加了具有光效应的纳米粒子,即同时包含具有光效应的纳米粒子和热响应材料;所述具有光热效应的纳米粒子选自以下物质中的至少一种:金纳米棒、金纳米壳层、金纳米笼、空心金纳米球、钯纳米片、钯@银、钯@二氧化硅、碳纳米管、石墨烯、还原氧化石墨烯、炭黑、黑...

【专利技术属性】
技术研发人员:柯弈名王栋钟卫兵蒋海青丁新城李唯昕刘志豪鲁振坦
申请(专利权)人:武汉纺织大学武汉飞帛丝科技有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

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