一种基于赝电容原理的微结构化触觉传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于赝电容原理的微结构化触觉传感器及其制备方法，所述触觉传感器包括多孔聚合物电解质层和具有微球结构的电极层；多孔聚合物电解质层为负载有富含离子的凝胶的多孔柔性层；电极层为负载有PMMA微球的PEDOT：PSS薄膜；两个电极层贴附于多孔聚合物电解质层两个相对的面上，形成三明治器件结构。本发明专利技术所述的触觉传感器通过采用具有赝电容效应的导电薄膜作为电极和具有离子传导功能的凝胶为电解质，配以电极的微球负载结构化和电解质的微孔结构化，可有效提升灵敏度、扩大检测范围，提高传感性能。提高传感性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于赝电容原理的微结构化触觉传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于柔性电子器件
，尤其是涉及一种基于赝电容原理的微结构化触觉传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，人们对健康舒适生活方式的追求迅速增长，极大地刺激了人们对穿戴式传感器的需求。其中，柔性触觉传感器作为初始终端，可以将人体的各种运动信号转换为可测量的电信号，如电阻、电容、电流、电压等，在健康监测和医疗诊断中发挥着重要作用。开发具有高灵敏度、宽检测范围以及良好机械柔性的先进触觉传感器是当前研究的热点。根据工作原理，现有触觉传感器主要分为压阻式、电容式、压电式和摩擦电式。其中，电容式触觉传感器因其结构简单、能耗低、工作稳定性高而被广泛的应用和研究。
[0003]传统电容式触觉传感器采用不可压缩、介电常数低、灵敏度低、检测范围小的电介质，很容易被体电容(～几百pF)和环境的电磁噪声(～几十pF)淹没。在电介质或电极中制备微纳结构(微金字塔、微皱褶、微圆顶等)是解决上述问题的有效方法。然而，具有微结构的触觉传感器仅可以以高灵敏度检测到10kP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于赝电容原理的微结构化触觉传感器，其特征在于，包括：多孔聚合物电解质层，所述多孔聚合物电解质层为负载有富含离子的凝胶的多孔柔性层；电极层，所述电极层为负载有PMMA微球的PEDOT：PSS薄膜；所述电极层有两个，各自独立地贴附于多孔聚合物电解质层两个相对的面上，形成三明治结构。2.根据权利要求1所述的基于赝电容原理的微结构化触觉传感器，其特征在于：所述多孔聚合物电解质层由溶有氯化钠的聚乙烯醇凝胶加入到PU多孔泡沫中经冷冻
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干燥后制备得到。3.根据权利要求2所述的基于赝电容原理的微结构化触觉传感器，其特征在于：所述溶有氯化钠的聚乙烯醇凝胶包括如下质量比的组分：去离子水：乙二醇：PVA：NaCl＝25:25:3:2～8。4.根据权利要求1所述的基于赝电容原理的微结构化触觉传感器，其特征在于：所述电极层由均匀分布有PMMA微球的PEDOT：PSS水溶液通过旋涂、蒸干、固化成膜后制备得到。5.根据权利要求4所述的基于赝电容原理的微结构化触觉传感器，其特征在于：所述PEDOT：PSS与所述PMMA微球的质量比为50：1～4。6.一种基于赝电容原理的微结构化触觉传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将均匀分布有PMMA微球的PEDOT：PSS水溶液进行旋涂、固化成膜，得到均匀负载有PMMA微球的PEDOT：PSS薄膜电极，可根据需要对薄膜进行裁切；S2、配制富含离子的PVA/NaCl复合水凝胶，将得到的富含离子的PVA/NaCl复合水凝胶加入到PU多孔泡沫中，经冷冻干燥后，得到富含离子的多孔聚合物电解质；S3、将S2制备的多孔聚合物电解质相对的两个面涂抹...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟垂舟，王鹏，孙桂芬，李国显，刘珺，郭士杰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：