[发明专利]一种光降解后电极层可重复使用的柔性传感器

说明书

本发明公开了一种光降解后电极层可重复使用的柔性传感器，包括可光降解的功能层、电极层和底封装层。该器件的功能层可以在365‑405nm的蓝光下光降解，而电极层和底封装层不受蓝光影响。对于功能损坏的传感器件，可以选择性的降解掉上层的功能层，而中下层的电极层和底封装层可以重复使用。通过材料选择和器件结构设计，实现了废弃传感器件的光降解和选择性回收利用，对于环境保护和能源节省具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种光降解后电极层可重复使用的柔性传感器。

背景技术

传感器技术早已应用于各种不同的环境中，而其中柔性电子技术的出现，柔性传感器有望在人体健康检测，人体行为技术预测以及各种需求传感器具备柔性的场合中发挥越来越重要的作用。

然而，随着传感器技术的不断发展，传感器的使用后处理则面临着巨大的问题，对于无法生物可兼容性处理的传感器将造成巨大的环境污染，能源浪费等。除此之外，如果柔性传感器某些功能组件可重复使用，而非直接一次性丢弃处理掉，换句话说，传感器的某些功能组件是可回收利用的，如此，对于一个完整的功能器件，只需要选择性的制备相应的器件组件，进而组成完备的器件。因此，可极大的降低生产能耗，从而产生巨大的经济效益。

另一方面，目前的柔性传感器的电极层是附着在功能层上，而与底封装层无物理联系，这就意味着，功能层的损坏必然使得电极层也一起无法使用，从而使得制备新器件时需要重复连接导电层，一方面，存在附着固定电极层困难的问题，另一方面，对于高精度传感器，要求电极层的导电性很好，多采用Au、Ag等贵金属，如果只是因为功能层的损坏也使得电极层无法重复使用，就会造成电极层材料的巨大浪费。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种光降解后电极层可重复使用的柔性传感器，使得功能层的损坏时，电极层也可以被再次使用。

技术方案：一种光降解后电极层可重复使用的柔性传感器，从上到下依次包括功能层、电极层和底封装层，所述功能层是光可降解层。

进一步的，所述功能层在365～405nm的蓝光下可光降解，所述电极层和底封装层不受蓝光影响。

进一步的，所述功能层采用蓝光下可降解的水凝胶材料制备，所述水凝胶的制备过程包括如下步骤：

步骤1：将丙烯酰胺与交联剂2-硝基溴苄、引发剂过硫酸铵、加速剂四甲基乙二胺混合，制备成聚丙烯酰胺溶液，其中丙烯酰胺的浓度为1～4mol/L，过硫酸铵和四甲基乙二胺的浓度均为0.1～0.06mol/L，2-硝基溴苄与丙烯酰胺的摩尔比为0.1～3；

步骤2：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与交联剂2-硝基溴苄、引发剂过硫酸铵、加速剂四甲基乙二胺混合，其中2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的浓度为1～4mol/L，过硫酸铵和四甲基乙二胺的浓度均为0.1～0.06mol/L，2-硝基溴苄与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的摩尔比为0.1～3，混合后的溶液在加热条件下聚合形成聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水凝胶；

步骤3：将所述聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水凝胶浸入到所述聚丙烯酰胺溶液中，待两者充分交联形成光可降解的双网络层水凝胶。

进一步的，所述电极层采用叉指电极结构。

进一步的，所述底封装层采用聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯制备。

进一步的，所述电极层是采用磁控溅射、喷涂或真空沉积方法沉积在底封装层上制备得到。

进一步的，所述底封装层表面的高度成随机高斯分布。

进一步的，底封装层采用聚二甲基硅氧烷的制备过程包括如下步骤：