具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器及压力传感器阵列制造技术

本发明专利技术提供了一种具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器，包括由上至下依次设置的上部封装层，上部导电织布电极，中部支撑架，下部导电织布电极和下部封装层，所述中部支撑架内设置有中部导电水凝胶。本发明专利技术提出的压力传感器具有超高电容(可达到nF‑μF量级)，可有效抵抗环境电容噪声的干扰(pF量级)，具有高灵敏度、高信噪比的优势，可用于制备可穿戴阵列式压感皮肤。

【技术实现步骤摘要】
具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器及压力传感器阵列
本专利技术涉及压力传感器
，具体地，涉及一种具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器及压力传感器阵列。
技术介绍
压力传感器能够感知外界压力并将压力信号转换为电信号，在工业生产、生活等领域具有相当广泛的应用。传统的压力传感器依赖刚性电子器件，难以顺应人体皮肤等柔软界面的形变，因此其应用领域受到了一定的限制。近年来新兴的柔性压力传感器采用易变形、可拉伸的新型软体功能材料，具有良好的柔顺性和生物兼容性，可被应用于可穿戴式电子皮肤、软体机器人触觉感知等领域。柔性压力传感器的机理可分为电阻式、电容式、压电式、摩擦电式等，其中电容压力传感器具有结构简单、性能稳定、不易受温度影响等优势，从而获得较多关注。然而，现有的电容式柔性压力传感器通常采用平行板电容机理，即经典的上电极-介电层-下电极的“三明治”结构。由于该机理的物理局限，其电容量级仅限于pF量级，与电路中的寄生电容、外界环境噪声电容量级相当，易受噪声干扰且灵敏度低，不利于实际环境中的应用。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器，其特征在于，包括由上至下依次设置的上部封装层(1)，上部导电织布电极(21)，中部支撑架(4)，下部导电织布电极(51)和下部封装层(6)，所述中部支撑架(4)内设置有中部导电水凝胶(31)。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器，其特征在于，包括由上至下依次设置的上部封装层(1)，上部导电织布电极(21)，中部支撑架(4)，下部导电织布电极(51)和下部封装层(6)，所述中部支撑架(4)内设置有中部导电水凝胶(31)。


2.根据权利要求1所述的具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器，其特征在于，所述中部导电水凝胶(31)的制备方法包括如下步骤：
(1)将丙烯酰胺单体与氯化钠或氯化锂按照质量比为2:3～2:3.5溶解于去离子水中，制成丙烯酰胺-盐离子溶液；
(2)配制N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶液作为交联剂，其溶液浓度为1.2wt％；
(3)将交联剂溶液、酮戊二酸、丙烯酰胺-盐离子溶液按照质量比为1:1.8:85～1:2:86混合并搅拌均匀，之后注入亚克力模具中，在紫外光中固化，即可制成导电水凝胶。


3.根据权利要求1或2所述的具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器，其特征在于，所述导电水凝胶(31)的厚度为2mm–4mm。


4.根据权利要求1所述的具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器，其特征在于，所述上部导电织布电极(21)和所述下部导电织布电极(51)选用表面电镀铜、镍金属的聚酯纤维织布。


5.根据权利要求1所述的具有超高电容的柔性可穿戴压力传感器，其特征在于，所述中部支撑架(4)的厚度与所述中部导电水凝胶(31)的厚度相同。


6.根据权利要求1或5所述的具有超高电容的柔性可穿戴...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷国迎，沈泽群，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31