【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性传感器领域，具体涉及一种基于双层pdms褶皱结构的柔性压力传感器及其制备方法。
技术介绍
1、随着物联网的兴起和数字化趋势的深入，传感器在各个领域发挥着越来越重要的作用。压力传感器因其广泛的应用、高精度、实时监测能力以及适应性和耐用性，受到了学术界和工业界的广泛关注。在此背景下，传感器的高灵敏度和迅速响应的特性已成为不可或缺的要素。可以作为传感器基底的材料有很多，如聚乙烯(polyethylene)和聚丙烯(polypropylene)等塑料材料。
2、在众多可作为传感器基底的材料中，pdms成分简单、价格低，同时具有出色的柔韧性、耐高低温性、化学稳定性和生物相容性，不仅赋予传感器出色的柔性，可以适应各种曲面形状，而且还能够有效抵抗外界环境的干扰，提高传感器的稳定性和可靠性，因此在许多领域得到广泛应用。
3、目前的电容式压力传感器通过包括三层结构，即上电极、下电极和位于上、下电极之间的介电层。目前的压力传感器介电层通过为单层结构，其灵敏度较低，捕捉和传递信息的速度较慢。因此，有必要开发高灵敏度的柔性压力传感器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于双层pdms褶皱结构的柔性压力传感器及其制备方法，采用双层pdms褶皱结构作为中间介电层来制备传感器，双层结构和单层结构不同，双层结构可以通过两个层次的信号处理来提高灵敏度，同时两个层可以相互协同工作以更快地捕捉和传递压力变化的信息，因此所得的传感器具备较高的灵敏性和迅速的响应速度，
2、本专利技术具体是通过以下技术方案来实现的，依据本专利技术提出的一种基于双层pdms褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，具体包括以下步骤：
3、(1)将预聚体pdms和固化剂按照质量比为10:1的比例混合，不断搅拌直至混合均匀，得到pdms原液，待用；
4、(2)将市售的pdms薄膜取合适大小进行横向拉伸，拉伸后使用夹具将pdms薄膜固定在干净的载玻片上，然后放入uvo老化实验箱内照射处理使pdms薄膜表面完全硬化，释放预张力后得到表面具有正弦状凸起微结构的pdms模具；
5、(3)将步骤(1)中配制好的pdms原液均匀滴涂在步骤(2)得到的表面具有正弦状凸起微结构的pdms模具上，并使用匀胶机进行旋涂；之后放入抽气泵中进行真空处理除去微小气泡，再放入烘箱中于90℃加热固化1h；固化完成后取出冷却至室温，在pdms模具表面得到具有褶皱微结构的pdms薄膜，使用工具将pdms薄膜从pdms模具上剥离下来，得到具有褶皱微结构pdms薄膜；
6、(4)使用工具剪裁步骤(3)制备的具有褶皱微结构pdms薄膜，将两块相同尺寸的pdms薄膜具有褶皱微结构的面按照面对面叠合制作中间介电层，叠合时两块相同尺寸的具有褶皱微结构的pdms薄膜按照褶皱微结构十字交叉进行叠合，上、下电极板均使用银纳米线柔性电极，引出导线，柔性压力传感器制备完成。
7、进一步地，步骤(1)中的固化剂选用固化剂184。
8、进一步地，步骤(2)中pdms薄膜的厚度为500μm，横向拉伸的拉伸率为110-150％。
9、优选地，步骤(2)中pdms薄膜横向拉伸的拉伸率为130％。
10、较佳地，步骤(2)中pdms薄膜拉伸后放入uvo老化实验箱内照射处理的时间为30min。
11、较佳地，步骤(3)中匀胶机旋涂时先在转速为500r/min下旋涂5s，然后在1500r/min下旋涂5s。
12、进一步地，最终得到的柔性压力传感器在0～50pa内的灵敏度为3.434kpa-1，检测下限为1pa，响应时间为50ms。
13、本专利技术还提供一种按照前述制备方法所得到的基于双层pdms褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器，其灵敏度高，检测限低，响应时间短，具有良好的稳定性，可实现触觉识别、关节检测、脉搏检测，有望应用于可穿戴电子设备、医疗护理等领域。
14、本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本专利技术可达到相当的技术进步性及实用性，并具有广泛的利用价值，其至少具有下列优点：
15、(1)本专利技术以pdms为基底材料，首次采用双层pdms褶皱结构作为中间介电层来制备传感器，先通过pdms薄膜拉伸制备具有正弦状凸起微结构的pdms模具，然后将pdms原液滴涂在具有正弦状凸起微结构的pdms模具上，加热固化后，在pdms模具表面得到具有褶皱微结构的pdms薄膜，使用工具将pdms薄膜从pdms模具上剥离下来，便得到具有褶皱微结构pdms薄膜；将两块相同尺寸的pdms薄膜具有褶皱微结构的面按照面对面叠合制作中间介电层，上、下电极板均使用银纳米线柔性电极，引出导线，便制作出柔性压力传感器。本专利技术的传感器中间介电层为双层pdms褶皱结构，双层结构和单层结构不同，双层结构可以通过两个层次的信号处理来提高灵敏度，同时两个层可以相互协同工作以更快地捕捉和传递压力变化的信息，因此所得的传感器具备较高的灵敏性和迅速的响应速度，而且成本较低，可广泛应用于生物医学、可穿戴技术、人机交互等领域。
16、(2)本专利技术制备的柔性压力传感器不仅结构简单、制备方便、成本低，而且具有高的灵敏度和出色的稳定性。使用本专利技术方法制备出的柔性模板具有好的规则性和有效性，在可穿戴电子设备方面展现了广阔的应用前景。
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1.一种基于双层PDMS褶皱结构的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于双层PDMS褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(1)中的固化剂选用固化剂184。
3.如权利要求1所述的基于双层PDMS褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(2)中PDMS薄膜的厚度为500μm，横向拉伸的拉伸率为110-150％。
4.如权利要求1或3所述的基于双层PDMS褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(2)中PDMS薄膜横向拉伸的拉伸率为130％。
5.如权利要求1所述的基于双层PDMS褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(2)中PDMS薄膜拉伸后放入UVO老化实验箱内照射处理的时间为30min。
6.如权利要求1所述的基于双层PDMS褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(3)中匀胶机旋涂时先在转速为500r/min下旋涂5s，然后在1500r/min下旋涂5s。
7.如权利要求
8.如权利要求1所述制备方法所得到的基于双层PDMS褶皱结构的柔性压力传感器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双层pdms褶皱结构的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于双层pdms褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(1)中的固化剂选用固化剂184。
3.如权利要求1所述的基于双层pdms褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(2)中pdms薄膜的厚度为500μm，横向拉伸的拉伸率为110-150％。
4.如权利要求1或3所述的基于双层pdms褶皱结构的高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其特征在于步骤(2)中pdms薄膜横向拉伸的拉伸率为130％。
5.如权利要求1所述的基于双层pdms褶皱结构的...
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