[发明专利]功能薄膜及其制备方法、柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种功能薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

(1) 提供第一柔性薄膜和含有铁电材料前驱体的悬浮液；

(2) 将所述悬浮液形成于所述第一柔性薄膜的一表面，以在所述表面形成前驱体层；

(3) 采用激光对所述第一柔性薄膜带有所述前驱体层的表面进行辐照，使得所述第一柔性薄膜的表面形成石墨烯微结构，所述铁电材料前驱体转变成铁电材料颗粒并嵌设于所述石墨烯微结构内部和/或表面，形成复合微结构，得到功能薄膜，其中，所述复合微结构的表面低于所述第一柔性薄膜的表面而形成自所述第一柔性薄膜表面延伸至所述复合微结构的凹槽，激光辐照的条件包括：激光波长大于355nm，激光辐照速度为100mm/s~3000mm/s，激光单脉冲能量为10μJ~300μJ，激光脉宽小于10ps。

2.根据权利要求1所述的功能薄膜的制备方法，其特征在于，所述激光辐照形成的凹槽的深度为2μm~20μm，重复进行步骤(2)与步骤(3)，即在步骤(3)的激光辐照之前，均进行步骤(2)于原位重新形成前驱体层，所述重复的次数为5次~50次。

3.根据权利要求1所述的功能薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一柔性薄膜用于承载所述悬浮液的表面包括有-OH、-COOH中的至少一种官能团。

4.根据权利要求3所述的功能薄膜的制备方法，其特征在于，采用紫外线照射或采用等离子体处理所述第一柔性薄膜，以使所述第一柔性薄膜的表面形成有-OH、-COOH中的至少一种官能团。

5.根据权利要求4所述的功能薄膜的制备方法，其特征在于，所述紫外线的波长小于355nm，所述紫外线照射的时间为0.5h~72h；所述等离子体的发生气体包括氧气、氢气、氮气中的至少一种，所述等离子体处理的时间为10s~15min。

6.根据权利要求1所述的功能薄膜的制备方法，其特征在于，所述铁电材料前驱体包括钛酸锶前驱体、钛酸钡前驱体中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的功能薄膜的制备方法，其特征在于，采用旋涂的方法将所述悬浮液置于所述第一柔性薄膜的表面，所述旋涂的速度为200rpm~5000rpm，时间为10s~60s。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的功能薄膜的制备方法制备的功能薄膜，其特征在于，包括第一柔性薄膜以及嵌设于所述第一柔性薄膜中的复合微结构，所述复合微结构包括石墨烯微结构和嵌设于所述石墨烯微结构内部和/或表面的铁电材料颗粒，所述复合微结构与所述第一柔性薄膜为一体结构，且所述复合微结构的表面低于所述第一柔性薄膜的表面而形成自所述第一柔性薄膜表面延伸至所述复合微结构的凹槽。

9.一种柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：

提供权利要求1~7任一项所述制备方法得到的功能薄膜，以及半固化态的第二柔性薄膜；

将所述半固化态的第二柔性薄膜层叠设置于所述功能薄膜带有所述凹槽的表面上，并使所述第二柔性薄膜完全固化，得到柔性压力传感器；

其中，所述功能薄膜远离所述凹槽的表面还设置有第一导电层，所述第二柔性薄膜远离所述功能薄膜的表面还设置有第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层形成导电回路。

10.根据权利要求9所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述功能薄膜用于承载所述第一导电层的表面包括有-OH、-COOH中的至少一种官能团；

及/或，所述第二柔性薄膜用于承载所述第二导电层的表面包括有-OH、-COOH中的至少一种官能团。

11.一种柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器由权利要求9~10任一项所述的制备方法制得，包括：

第一电极层，所述第一电极层包括所述功能薄膜和所述第一导电层，所述第一导电层层叠设置于所述功能薄膜背离所述凹槽的表面上；

第二电极层，所述第二电极层层叠设置于所述功能薄膜带有凹槽的表面上，所述第二电极层包括所述第二柔性薄膜和所述第二导电层，所述第二导电层层叠设置于所述第二柔性薄膜远离所述功能薄膜的表面上；

其中，所述第一电极层与所述第二电极层形成导电回路。