[发明专利]一种可拉伸应变传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可拉伸应变传感器，其特征在于，包括柔性衬底层(1)和传感层(2)，所述传感层(2)部分嵌入所述柔性衬底层(1)，所述传感层(2)包括导电金属颗粒层(21)和导电碳材料层(22)，所述导电碳材料层(22)设于所述柔性衬底层(1)和所述导电金属颗粒层(21)之间；

所述可拉伸应变传感器采用包括如下步骤的制备方法获得：

1)将具有设计图案的中空聚合物掩模设于基材上；

2)将导电金属颗粒分散液加入中空聚合物掩模的中空腔体中，干燥，以提供覆盖有导电金属颗粒的基材；

3)将导电碳材料分散液喷涂在步骤2)得到的覆盖有导电金属颗粒的基材上，干燥，以提供覆盖有导电碳材料和导电金属颗粒的基材；

4)去除中空聚合物掩模；

5)将高分子聚合物前驱体倾倒在所述步骤4)得到的层状物上，脱气，固化，从基材上剥离，得到所述可拉伸应变传感器。

2.如权利要求1所述的可拉伸应变传感器，其特征在于，所述柔性衬底层(1)为包含聚二甲基硅氧烷的衬底层。

3.如权利要求1所述的可拉伸应变传感器，其特征在于，所述导电金属颗粒层(21)为包含银颗粒和/或银包铜颗粒的传感层。

4.如权利要求1所述的可拉伸应变传感器，其特征在于，所述导电碳材料层(22)为包含碳纳米管的传感层。

5.如权利要求1所述的可拉伸应变传感器，其特征在于，还包括引线，所述引线与所述传感层(2)电连接。

6.如权利要求1至5任一项所述的可拉伸应变传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将具有设计图案的中空聚合物掩模设于基材上；

2)将导电金属颗粒分散液加入中空聚合物掩模的中空腔体中，干燥，以提供覆盖有导电金属颗粒的基材；

3)将导电碳材料分散液喷涂在步骤2)得到的覆盖有导电金属颗粒的基材上，干燥，以提供覆盖有导电碳材料和导电金属颗粒的基材；

4)去除中空聚合物掩模；

5)将高分子聚合物前驱体倾倒在所述步骤4)得到的层状物上，脱气，固化，从基材上剥离，得到所述可拉伸应变传感器。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，制备时所用的导电金属颗粒单位面积质量为1～1.4mg/cm²。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，覆盖有导电金属颗粒的基材中导电金属颗粒厚度为8～12微米。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)制备时所用的导电碳材料单位面积质量为0.2～0.6mg/cm²；

2)覆盖有导电碳材料和导电金属颗粒的基材中导电碳材料厚度为2～7微米。

10.一种如权利要求1至5任一项所述的可拉伸应变传感器在用于检测人体心率、检测人体呼吸、面部表情识别、人体运动捕捉、人机界面的设备中的应用。