[发明专利]一种基于图形化诱导裂纹的应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于图形化诱导裂纹的应变传感器，其特征在于，所述基于图形化诱导裂纹的应变传感器为多层结构，自下而上依次包括柔性衬底、脆性层、图形化力学导电敏感层；

所述柔性衬底由柔性聚合物制成；

所述脆性层中包含预裂纹；

所述图形化力学导电敏感层材料由导电传感材料和光聚合交联剂组成；

所述预裂纹对图形化力学导电敏感层的平行裂纹起诱导作用；

所述基于图形化诱导裂纹的应变传感器的制备过程包括如下步骤：

配置光聚合导电浆料：将导电传感材料与光聚合交联剂按所需配比混合并搅拌均匀，获得所需的光聚合导电浆料；

制备柔性衬底：以柔性聚合物为原料，使用旋涂或刮涂或印刷成膜的方式制备一种柔性衬底；

制备脆性层：在制备的柔性衬底上表面进行改性处理，形成脆性层；

制备预裂纹：在制备的脆性层表面制备预裂纹；

制备力学导电敏感层：将制备的光聚合导电浆料涂布在脆性层上，制备力学导电敏感层；

制备图形化力学导电敏感层：对力学导电敏感层进行图形化处理，制备图形化力学导电敏感层，传感器在受外力拉伸时，脆性层上的预裂纹会诱导图形化力学导电敏感层形成具有平行裂纹的图形化力学导电敏感层。

2.根据权利要求1所述的基于图形化诱导裂纹的应变传感器，其特征在于，所述图形化力学导电敏感层为单层结构或多层叠加结构。

3.一种基于图形化诱导裂纹的应变传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

配置光聚合导电浆料：将导电传感材料与光聚合交联剂按所需配比混合并搅拌均匀，获得所需的光聚合导电浆料；

制备柔性衬底：以柔性聚合物为原料，使用旋涂或刮涂或印刷成膜的方式制备一种柔性衬底；

制备脆性层：在制备的柔性衬底上表面进行改性处理，形成脆性层；

制备预裂纹：在制备的脆性层表面制备预裂纹；

制备力学导电敏感层：将制备的光聚合导电浆料涂布在脆性层上，制备力学导电敏感层；

制备图形化力学导电敏感层：对力学导电敏感层进行图形化处理，制备图形化力学导电敏感层，传感器在受外力拉伸时，脆性层上的预裂纹诱导图形化力学导电敏感层形成具有平行裂纹的图形化力学导电敏感层；

其中，所述基于图形化诱导裂纹的应变传感器为多层结构，自下而上依次包括柔性衬底、脆性层、图形化力学导电敏感层；

所述柔性衬底由柔性聚合物制成；

所述脆性层中包含预裂纹；

所述图形化力学导电敏感层材料由导电传感材料和光聚合交联剂组成；

所述预裂纹对图形化力学导电敏感层的平行裂纹起诱导作用。

4.根据权利要求3所述的基于图形化诱导裂纹的应变传感器的制备方法，其特征在于，所述图形化力学导电敏感层为单层结构或多层叠加结构。

5.根据权利要求3所述的基于图形化诱导裂纹的应变传感器的制备方法，其特征在于，制备脆性层为采用紫外臭氧辐照或等离子轰击或化学药剂浸泡的方法对柔性衬底进行表面改性处理，使其柔性衬底的表面丧失柔韧性，形成脆性层。

6.根据权利要求3所述的基于图形化诱导裂纹的应变传感器的制备方法，其特征在于，制备预裂纹为对所述脆性层进行超声处理，在脆性层表面形成预裂纹。

7.根据权利要求3所述的基于图形化诱导裂纹的应变传感器的制备方法，其特征在于，制备图形化力学导电敏感层依次包括选择性曝光、超声清洗、干燥处理。

8.根据权利要求3所述的基于图形化诱导裂纹的应变传感器的制备方法，其特征在于，所述光聚合交联剂包括以下重量百分比的原料成分：

单官能团活性释放剂 4％-95％；

双/多官能团活性释放剂 4％-95％；

光引发剂 0.05％-50％。