一种柔性应变传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及纳米复合材料领域，更具体地，本发明专利技术首先提供一种柔性应变传感器，包括柔性衬底以及设于柔性衬底上的胶体晶体薄膜，胶体晶体膜为多个胶体纳米颗粒非紧密排列形成，胶体纳米颗粒均包括覆盖有金属薄膜的下区域和未覆盖金属薄膜的上区域，下区域的下部嵌入所述柔性衬底

【技术实现步骤摘要】
一种柔性应变传感器及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及纳米复合材料领域，更具体地，涉及一种柔性应变传感器及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]光子晶体是由于介电常数或折射率不同的材料在空间周期性排列所形成的，这种排列对光的折射率进行周期性的调控，产生了光子带隙
。
频率在光子禁带范围内的光不能在晶体内部传播而是被晶体反射，在晶体表面上产生散射
、
衍射
、
干涉等多种作用
。
当禁带范围在波长为
400
‑
700nm
的可见光区内时，就产生了常见的结构色
。
[0003]现有技术组装出的胶体晶体薄膜由于光的散射原因会导致结构色泛白，导致胶体晶体薄膜颜色不纯，饱和度较低，现有的方法都集中在引入黑色素吸收散杂散光以提高色彩的饱和度，但这种方法会显著降低胶体晶体薄膜的反射率
。
并且通过胶体自组装得到的胶晶薄膜通常是短程有序且长程有序的排列结构，会导致严重的角度依赖性，从而限制了光子晶体在应用于机械应变传感器时的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种柔性应变传感器，其特征在于，包括柔性衬底以及设于所述柔性衬底上的胶体晶体薄膜，所述胶体晶体膜为多个胶体纳米颗粒以非紧密排列方式形成，所述胶体纳米颗粒均包括覆盖有金属薄膜的下区域和未覆盖金属薄膜的上区域，所述覆盖有金属薄膜的下区域的下部嵌入所述柔性衬底，其中，所述金属薄膜作为反射层，所述胶体晶体薄膜用于产生结构色
。2.
根据权利要求1所述的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性衬底具有粘附力；和
/
或，相邻胶体纳米颗粒的间距为
80
‑
150nm
；和
/
或，所述金属薄膜的厚度为
30
‑
50nm。3.
根据权利要求1所述的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性衬底的组成成分包括柔性高分子材料以及活性剂；和
/
或，所述柔性衬底的粘附力为
1.5
‑
1.8N/cm
；和
/
或，所述金属薄膜为金
、
银
、
铂
、
铑中任选一种材料制得
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性应变传感器可检测的波长范围为
300
‑
800nm。5.
一种权利要求1‑3任一项所述柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1.
沉积第一层金属膜：清洗玻片，干燥，使用黏附剂处理玻片，于所述玻片上沉积第一层金属膜；
S2.
组装胶体晶体薄膜：使用胶体纳米颗粒分散液在步骤
S1
所述的第一层金属膜上组装出胶体晶体薄膜，所述胶体纳米颗粒通过间距处理得到非紧密排列结构；
S3.
沉积第二层金属膜：在步骤
S2
所述的具有非紧密排列结构的胶体晶体薄膜上沉积第二层金属膜，其中，所述胶体纳米颗粒不与所述第一层金属膜接触的表面上以及所述胶体纳米颗粒之间的第一层金属膜上均沉积有第二层金属膜；
S4.
转印：将柔性高分子材料预聚物与活性剂的混合溶液浇铸在步骤
S3
所述的第二层金属膜上，形成柔性高分子材料层，经固化处理，从玻片上剥离的样品即为所述柔性应变传感器，其中，第一层金属膜通过步骤
S1
所述的黏附剂完全粘附在玻片上，步骤
S3
中沉积在第一层金属膜上的第二层金属膜粘附保留在第一层金属膜上，所述柔性高分子材料层形成所述柔性应变传感器的柔性衬底，所述胶体纳米颗粒从玻片完全剥离后保留在柔性衬底上，形成所述柔性传感器的胶体晶体薄膜，步骤
S3
中沉积在所述胶体纳米颗粒上的第二层金属膜随胶体纳米颗粒从玻片剥离形成所述柔性应变传感器的金属薄膜，步骤
S3
中所述胶体纳米颗粒表面上沉积有第二层金属膜的部分形成所述柔性传感器的覆盖有金属薄膜的下区域，步骤
S3
中所述胶体纳米颗粒表面与所述第一层金属膜接触的部分形成所述柔性传感器的未覆盖金属薄膜的上区域
。6.
根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤
S1
中，采用乙醇或丙酮清洗玻片；和
/
或，步骤
S1
中，清洗玻片的时间为5‑
15min
；和
/
或，所述干燥过程处于空气氛围中；和
/
或，步骤
S1
中，干燥后，还采用等离子体清洗机处理玻片3‑
10min
再进行粘附剂处理；和
/
或，步骤
S2

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵师，王天琦，陈雷，李海川，徐平，陈耀飞，罗云瀚，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：