[发明专利]一种超敏柔性传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超敏柔性传感器及其制备方法，所述超敏柔性传感器包括柔性基底层以及柔性压敏层；所述柔性基底层具有导电性，用于传输压力响应信号；所述柔性压敏层用于放大并传输所述压力响应信号；所述柔性压敏层包括微纳结构阵列，所述柔性基底层叠设在所述微纳结构阵列上。通过在柔性基底层和柔性压敏层之间设置微纳阵列结构，利用微纳结构具有微小压力下易变形的特点，柔性基底层和柔性压敏层在压力作用下的接触面积显著增加，降低了接触电阻，从而获得较大电阻变化率，从而使得超敏柔性传感器的灵敏度较高，具有较短的响应时间。

技术领域

本发明涉及仿生传感技术领域，尤其涉及一种超敏柔性传感器及其制备方法。

背景技术

柔性压力传感器作为应用最广泛的一种传感器件，能够感知或监测外界压力变化，具有制备工艺简单、灵敏度高、形变灵活等特点，在软体机器人、可穿戴式电子产品、健康医疗、人机交互等新兴领域具有广泛而重要的应用。

柔性传感器也被广泛用于监测人体各项机能数据，其对柔性传感器的性能也提出了更高的要求，目前压阻式柔性压力传感器灵敏度普遍偏低，感知工作范围较小，对于如心跳、脉搏等微小振动感知不灵敏，响应时间一般较长。

因此，现有技术还有待于进一步的提升。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超敏柔性传感器及其制备方法，旨在解决现有压阻式柔性压力传感器灵敏度低、响应时间长的问题。

本发明实施例第一方面，提供了一种超敏柔性传感器，包括：柔性基底层以及柔性压敏层；所述柔性基底层具有导电性，用于传输压力响应信号；所述柔性压敏层用于放大并传输所述压力响应信号；所述柔性压敏层包括微纳结构阵列，所述柔性基底层叠设在所述微纳结构阵列上。

可选地，所述的超敏柔性传感器，其中，还包括导线，所述导线包括与所述柔性基底层电连接的第一导线，与所述柔性压敏层电连接的第二导线。

可选地，所述的超敏柔性传感器，其中，所述柔性基底层的材料选自具有导电性的聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷中的一种。

可选地，所述的超敏柔性传感器，其中，所述微纳结构阵列为具有金字塔状的微纳结构阵列。

可选地，所述的超敏柔性传感器，其中，所述金字塔状的微纳结构阵列中，每一所述金字塔状的微纳结构均包括蜂窝状子结构。

可选地，所述的超敏柔性传感器，其中，所述金字塔状微纳结构阵列中，每一所述金字塔状的微纳结构的底边长度为10-100um，每一所述金字塔状的微纳结构的塔高为10-100um。

可选地，所述的超敏柔性传感器，其中，所述金字塔状微纳结构阵列中，相邻所述金字塔状的微纳结构的间距为10-100um。

可选地，所述的超敏柔性传感器，其中，所述蜂窝状子结构的空隙为100nm-1um。

第二方面，一种超敏柔性传感器的制备方法，其中，包括：

提供柔性基底层，所述柔性基底层具有导电性；

制备负模结构，向所述负模结构中加注柔性材料进行倒膜，得到半成品；

对所述半成品中的所述负模结构进行溶解，得到柔性压敏层，所述柔性压敏层包括微纳结构；

将所述柔性基底层叠设在所述微纳结构上，得到超敏柔性传感器。

可选地，所述的超敏柔性传感器的制备方法，其中，所述制备负模结构，向所述负模结构中加注柔性材料进行倒膜，得到半成品，具体包括：

建立金字塔三维模型正模结构，通过建模软件布尔操作，建立金字塔三维模型负模结构；