一种兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器及其制备方法，涉及柔性传感器技术领域，其中，兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器自上而下包括：第一凸起层与第二凸起层，包括无规则的仿栉器凸起结构；第一弧面层与第二弧面层，包括仿栉器梯度弧面结构，即椭圆形弧面结构及半圆形弧面结构；相较于现有的柔性压力传感器，本发明专利技术所提供的兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器兼具超灵敏与宽检测范围，同时检测限低、响应/恢复时间快，满足工业机器人、医疗健康和可穿戴设备领域对兼具超灵敏与宽检测范围高性能压力传感器的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性传感器，尤其涉及一种兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器及其制备方法。

技术介绍

1、近年来，随着柔性电子领域的不断发展，柔性压力传感器不仅在可穿戴设备领域应用广泛，还在智能机器人、人机交互、可穿戴设备等领域具有潜在应用价值。当前柔性压力传感器向超灵敏、宽范围、高线性度、低迟滞等高性能方向发展。其中，超灵敏度和宽检测范围是压力传感器的重要性能指标，对提高传感器的精度、适应性和安全性具有重要意义，两者的结合不仅拓展了传感器的应用领域，还提升了系统的整体性能和可靠性。传统方法往往采用单一微结构(微柱、微圆、微金字塔等)进行传感器的设计，随着压力的增加，传感材料的接触面积迅速饱和，单一微结构硬化导致信号衰减，因此，传统的微结构设计无法满足超灵敏和宽检测范围兼顾的需求；

2、为了解决这一问题，近年来，研究者在器件的微结构工程方面做了大量的努力并提出了一些新的策略，主要体现在采用梯度结构、多级结构以及多层表面结构，这其中包括大—小圆顶梯度结构、圆顶—空隙双级结构、多层织物结构、多层微金字塔结构、多层砂纸结构，然而，大多数现有柔性压本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器，其特征在于，自上而下包括第一凸起层(100)、第一弧面层(200)、第二弧面层(300)和第二凸起层(400)，第一凸起层(100)由柔性材料制成，底面设置有无规则的凸起阵列结构；第一弧面层(200)由柔性材料制成，顶面设置有截面为弧面的半柱体梯度结构；第二弧面层(300)由柔性材料制成，底面设置有截面为弧面的半柱体梯度结构；第二凸起层(400)由柔性材料制成，顶面设置有无规则的凸起阵列结构；第一凸起层(100)凸起结构小于第二凸起层(400)，第一弧面层(200)与第二弧面层(300)结构一致，上下两层弧面结构交错排列，第一凸起层(1...

【技术特征摘要】

1.一种兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器，其特征在于，自上而下包括第一凸起层(100)、第一弧面层(200)、第二弧面层(300)和第二凸起层(400)，第一凸起层(100)由柔性材料制成，底面设置有无规则的凸起阵列结构；第一弧面层(200)由柔性材料制成，顶面设置有截面为弧面的半柱体梯度结构；第二弧面层(300)由柔性材料制成，底面设置有截面为弧面的半柱体梯度结构；第二凸起层(400)由柔性材料制成，顶面设置有无规则的凸起阵列结构；第一凸起层(100)凸起结构小于第二凸起层(400)，第一弧面层(200)与第二弧面层(300)结构一致，上下两层弧面结构交错排列，第一凸起层(100)顶面设置有第一电极(103)，第一电极(103)连接有第一导线(102)，第二凸起层(400)底面设置有第二电极(403)，第二电极(403)连接有第二导线(402)。

2.如权利要求1所述的兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器，其特征在于，所述第一凸起层(100)下表面分布无规则的第一仿栉器凸起结构(101)，且与第一弧面层(200)相接触，第一仿栉器凸起结构(101)的间距与尺寸取决于模具尺寸；第一凸起层(100)的上表面为平面，与施加的压力直接接触。

3.如权利要求2所述的兼具超灵敏与宽检测范围的仿生柔性压力传感器，其特征在于，所述第第一弧面层(200)的上表面分布规则的第一仿栉器梯度弧面结构(201)，且与第一凸起层(100)的第一仿栉器凸起结构(101)相接触，第一仿栉器梯度弧面结构(201)结构的间距与尺寸取决于模具尺寸，第一弧面层(200)的下表面为平面，与第二弧面层(300)的上表面直接接触，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊秋，武家超，孙涛，韩志武，辛懿，代青青，谷向博，徐文琪，张雪萍，李雪阳，张俊峰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：