一种柔性压阻传感器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性压阻传感器，包括PDMS薄膜以及嵌入在PDMS薄膜内的三维互连石墨烯微通道；所述三维互连石墨烯微通道的内壁上分布有贵金属纳米粒子。本发明专利技术还公开了制备方法：使用泡沫镍为牺牲模板来生长多层石墨烯，然后将PDMS嵌入生长石墨烯的泡沫镍中，再将泡沫镍溶解，形成三维互联石墨烯微孔道，与PDMS组成PDMS‑石墨烯支架，将贵金属纳米颗粒组装于石墨烯孔道内表面。本发明专利技术借助石墨烯的高导电性和贵金属纳米颗粒的对石墨烯内壁的贡献实现高灵敏度压阻传感器的构建，器件的灵敏度高和响应时间短，可以兼顾压力监测和应力监测。本发明专利技术不仅可以对人体脉搏的跳动进行实时的监测，而且也可以定向监测管道管壁的扩张。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性压阻传感器及其应用
本专利技术涉及传感器
，具体涉及一种柔性压阻传感器及其应用。
技术介绍
到目前为止，压力传感器的力-电传感机制主要包括压阻，压容，压电和新兴的摩擦电场效应晶体管放大机制。尽管已提出了许多复杂的策略来提升压力传感器的性能，但目前的许多研究仅涉及传感器性能的一个或几个方面。电容式压力传感器的制造过程易于集成，但这些传感器的低灵敏度和较长的响应时间限制了它们的应用。压电传感器的响应速度很快，但依赖于特定的压电材料，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或氧化锌，并且相对于其他传感器而言灵敏度较低。大多数传统的摩擦式晶体管传感器都具有出色的输入和读出功能，但它们是基于硅衬底的制造并且专注于单模压力检测，这使其不适用于可穿戴设备和智能机器人，而且刚性基材上的传感器不能用于测量应力拉伸，这限制了它们在仿生皮肤中的应用。与上述压力传感器相比，压阻传感器的活性材料更加丰富和灵活，并且在外力作用下的电阻变化更加敏感，这使这些传感器具有广阔的应用前景。由于难以制备具有压阻特性的微纳米材料，因此它们的合成和制造面临着巨大的挑战。制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性压阻传感器，其特征在于，包括PDMS薄膜以及嵌入在PDMS薄膜内的三维互连石墨烯微通道；所述三维互连石墨烯微通道的内壁上分布有贵金属纳米粒子。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性压阻传感器，其特征在于，包括PDMS薄膜以及嵌入在PDMS薄膜内的三维互连石墨烯微通道；所述三维互连石墨烯微通道的内壁上分布有贵金属纳米粒子。


2.根据权利要求1所述的柔性压阻传感器，其特征在于，所述贵金属纳米粒子选自银纳米粒子、金纳米粒子或铂纳米粒子。


3.权利要求1或2所述的柔性压阻传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以CH4为碳源、H2为还原气体、N2为保护气体，通过化学气相沉积法在泡沫镍片上沉积多层石墨烯纳米层，得到石墨烯涂层的多孔泡沫镍片；
(2)将PDMS溶液旋涂在步骤(1)得到的石墨烯涂层的多孔泡沫镍片上，固化烘干，得到包覆石墨烯涂层的多孔泡沫镍片的PDMS薄膜；
(3)在FeCl3溶液中滴入盐酸溶液，搅拌至呈橙色得到腐蚀液，将步骤(2)得到的包覆石墨烯涂层的多孔泡沫镍片的PDMS薄膜的边缘切开，暴露出被包裹的泡沫镍，并将其置于腐蚀液中直至腐蚀液变绿，取出后用去离子水洗涤得到三维互联石墨烯微通道嵌入式PDMS薄膜；
(4)将步骤(3)得到的三维互联石墨烯微通道嵌入式PDMS薄膜置于贵金属的盐溶液中，水浴加热并间歇加入柠檬酸钠溶液，直至贵金属的盐溶液变为无色，取出后得到柔性压阻PDMS薄膜；
(5)在步骤(4)得到的柔性压阻PDMS薄膜的上下两面涂覆银纳米线导电油墨，干燥后得到柔性压阻传感器。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，化学气相沉积的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丛丛，刘宏，王建，孙铭远，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37