一种基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器制造技术

技术编号:37382340 阅读:32 留言:0更新日期:2023-04-27 07:23
本发明专利技术公开了一种基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器,其包括两层压力传感层,压力传感层包括水凝胶基质层和设置在水凝胶基质层一表面的导电材料;其中,水凝胶基质层设有导电材料的表面形成有凹凸起伏的生物质仿生微结构,两层压力传感层具有生物质仿生微结构(褶皱微结构)的表面相对贴合,该褶皱微结构基于表面失稳原理形成,它降低了受压时的接触电阻,提高了电阻变化率;另外,沉积在表面的导电材料提高了器件的导电性,提升了器件对于微小压力的传感性能,本方案柔性传感器不仅灵敏度高,还具有可通过生物质材料构建、绿色环保、价格低廉、装置简单、使用寿命长等优点,其具有广阔的应用前景。其具有广阔的应用前景。其具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
,尤其涉及一种基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器。

技术介绍

[0002]近年来,柔性压敏传感器被广泛应用于软电子皮肤、机器人系统、人体健康监测等领域。压力传感器可以将外界压力引起的变形转换成电阻变化或其他信号形式。根据转换电信号的类型,传感器可分为压阻式传感器、压电式传感器、电容式传感器和摩擦式传感器。其中,压阻式传感器以其制备简单、分析机理简单、信号处理简单等优点得到了广泛的研究。虽然压阻式传感器已经得到了深入的研究,但对压力的传感性能还有待提高。
[0003]目前提高传感器传感性能的一个有效途径是在传感器表面构建微结构,以增加传感器在受压时的接触面积。迄今为止,传感器设计的微结构很多,包括规则的几何结构(例如中国专利号:ZL202010554658.2)和仿生结构(例如中国专利号:ZL202010417381.9)。人体皮肤可以感知细微的外部刺激,并能有效地传递到感觉器官。这是由于真皮层部分具有微结构嵌合的一个机制。因此,受人体表皮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器,其特征在于,其包括两层压力传感层,所述压力传感层包括水凝胶基质层和设置在水凝胶基质层一表面的导电材料;其中,水凝胶基质层设有导电材料的表面形成有凹凸起伏的生物质仿生微结构;另外,两层压力传感层具有生物质仿生微结构的表面相对贴合。2.如权利要求1所述的基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器,其特征在于,两层所述压力传感层的生物质仿生微结构为凹凸相互适应互补的仿生镶嵌结构。3.如权利要求1所述的基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器,其特征在于,两层所述压力传感层的生物质仿生微结构为通过化学或物理方法形成凹凸起伏的褶皱结构。4.如权利要求1所述的基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器,其特征在于,所述导电材料为MXene、石墨烯或氧化石墨烯。5.如权利要求1所述的基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器,其特征在于,所述水凝胶基质层的厚度为3~5mm。6.基于表面失稳的生物质仿生微结构柔性压力传感器的制备方法,其特征在于,其包括:将预设量的魔芋葡甘聚糖精粉、K型卡拉胶精粉溶于水中,再加入KCl混合制成溶胶,继而将溶胶倒入模型中冷却成型制得水凝胶,再将水凝胶以预设曲率半径弯曲浸没于预设浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴淑一陈婕庞杰邱仁辉杨晓仪夏晓露
申请(专利权)人:福建农林大学
类型:发明
国别省市:

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