[发明专利]一种基于天然叶脉的穿戴式压力传感器及制作方法

说明书

本发明涉及传感器领域，公开一种基于天然叶脉的穿戴式压力传感器及制作方法，该基于天然叶脉的穿戴式压力传感器，包括：衬底；设置在所述衬底一侧的第一电极层；设置在所述第一电极层背离所述衬底一侧的第二电极层；设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间的具有孔状结构的压力结构层；其中，所述压力结构层包括：至少两层导电层和至少一层隔离层，所述导电层与所述隔离层交替层叠设置，且所述第一电极层与所述导电层接触，所述第二电极层与所述导电层接触。用于提升基于天然叶脉的穿戴式压力传感器的环境适应性以及穿戴的舒适性。

技术领域

本发明涉及传感器的技术领域，特别涉及一种基于天然叶脉的穿戴式压力传感器及制作方法。

背景技术

随着可穿戴医疗设备、智能机器人、植入式医疗设备和人机界面等领域的快速发展，通过模仿自然皮肤的感知能力和特征，开发仿生穿戴式传感器成为了一大热点。其中，在发展具有优异的传感性能的传感器的基础上，对其环境友好性，生物相容性以及穿戴的舒适性也提出了一定的要求。

发明内容

本发明公开了一种基于天然叶脉的穿戴式压力传感器及制作方法，用于提升基于天然叶脉的穿戴式压力传感器的环境适应性以及穿戴的舒适性。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于天然叶脉的穿戴式压力传感器，包括：衬底；

设置在所述衬底一侧的第一电极层；

设置在所述第一电极层背离所述衬底一侧的第二电极层；

设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间的具有孔状结构的压力结构层；

其中，所述压力结构层包括：至少两层导电层和至少一层隔离层，所述导电层与所述隔离层交替层叠设置，且所述第一电极层与所述导电层接触，所述第二电极层与所述导电层接触；

在衬底的一侧设置有第一电极层，在第一电极层背离衬底的一侧设置有第二电极层，在第一电极层和第二电极层之间设置有压力结构层，并且压力结构层为孔状结构，这种孔状结构可以提高透气性，从而提高了使用者穿戴时的舒适度，其中，压力结构层包括至少两层导电层和至少一层隔离层，导电层与隔离层交替层叠设置，且第一电极层与导电层接触，第二电极层与导电层接触；在使用过程中，当压力作用在衬底和第二电极层上时，压力结构层中的导电层也将会被挤压，同时在导电层之间的隔离层也会被挤压，由于隔离层也是孔状结构，当隔离层被压缩后在隔离层两侧的导电层连接并导通，导电层的电流传递至第一电极层和第二电极层，从而形成导电通路，使得压力结构层可以对压力进行响应，这是因为随着对本发明实施例提供的基于天然叶脉的穿戴式压力传感器施加的压力增大，压力结构层的层间距减小，形成的导电通道数量增多，从而使压力结构层的电阻减小，相对应的电流增大，电流相对变化的大小反应施加的压力大小；由此压力结构层能够在较宽探测范围下对压力刺激产生较高灵敏度的响应；并且压力结构层中的导电层和隔离层可以根据需要交替层叠设置，只要是始终保证第一电极层与导电层接触，第二电极层与导电层接触即可，通过调节压力结构层中导电层的层数实现对本发明提供的基于天然叶脉的穿戴式压力传感器的灵敏度和探测范围的调控。

可选地，所述导电层包括：第一基体和形成在所述第一基体上的第一导电涂层。

可选地，所述第一基体材料包括多孔海绵、泡沫、多孔硅橡胶、多孔树脂或天然叶脉材料。

可选地，所述第一导电涂层的材料包括银、金、银纳米线、碳纳米管或还原氧化石墨烯。

可选地，当所述第一导电涂层的材料为银纳米线时，所述第一导电涂层的银纳米线的直径为20nm-200nm。

和/或，所述第一导电涂层的银纳米线的长度为40μm-200μm；

和/或，所述第一导电涂层的银纳米线的含量为0.6mg-1mg。