[发明专利]一种柔性压力传感器及其制备方法

说明书

本发明公开一种柔性压力传感器及其制备方法，所述柔性压力传感器包括柔性基底、插指式电极、压力传感微结构以及柔性封装层，所述插指式电极紧密接触柔性基底，所述压力传感微结构覆盖在插指式电极上，柔性封装层将插指式电极和压力传感微结构完全覆盖，只露出插指式电极的信号传输端；所述插指式电极采用数字印刷工艺制备在柔性基底材料上，所述压力传感微结构采用筛网模板法制备。本发明可对外界压力的强度和变化过程进行连续监测，特别适用于患者的腹内压力监测，可进行大面积、低成本制备，降低患者的使用成本。

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种柔性压力传感器及其制备方法。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。柔性压力传感器作为一种新型的电子器件,它在人机交互、医疗健康、机器人触觉等应用领域具有比刚性传感器更大的优势,但灵敏度、响应时间、检测范围、稳定性等还有待提高，制造成本也较高。

在医疗领域，腹腔内压力(intra-abdominal pressure，IAP)简称腹内压，是腹腔内在的压力，是临床诊断和治疗疾病重要的生理学参数之一。腹内高压：是指腹内压持续或反复的病理性升高≧12mmHg。腹内高压在重症患者中并不鲜见，文献报道在ICU中其发生率可达30％～40％，腹内高压可引起器官组织低灌注，甚至发展至腹腔间隔室综合征(ACS)，导致出现多器官和系统功能障碍，给救治带来很大挑战。

腹膜腔内压力正常一般为0～5mmHg，当IAP15mmHg可能引起明显的肝功能不全，甚至衰竭。

监测腹内压是临床诊断和治疗的可靠依据，在ICU内常规进行腹内压监测，可准确预测腹腔高压症患者病情变化，及早防治腹腔间室综合症的发生，降低危重患者的死亡率。

但是，目前还没有较好的用于腹内压连续监测的传感装置。

发明内容

为解决上述技术问题的缺陷和不足，本发明提供一种柔性压力传感器及其制备方法，可对外界压力的强度和变化过程进行连续监测，特别适用于患者的腹内压力监测，可进行大面积、低成本制备，降低患者的使用成本。

一种柔性压力传感器，包括柔性基底、插指式电极、压力传感微结构以及柔性封装层，所述插指式电极紧密接触柔性基底，所述压力传感微结构覆盖在插指式电极上，柔性封装层将插指式电极和压力传感微结构完全覆盖，只露出插指式电极的信号传输端。

进一步的，所述压力传感微结构为导电碳纳米管形成的导电网络，导电网络管线结构呈筛网状。

进一步的，所述柔性基底材料为常见的聚合物薄膜，如各类聚酯膜、聚酰亚胺膜。

进一步的，所述柔性封装层材料为常见的聚合物弹性体材料，如聚氨酯、硅橡胶、天然橡胶。

上述柔性压力传感器的制备方法，包括如下步骤：

第一步，选取柔性基底材料，制备柔性基底，采用数字印刷工艺将插指式电极制备在柔性基底上；

第二步，制备压力传感微结构，将压力传感微结构覆盖在指插式电极上；

第三步，制备柔性封装层，将插指式电极、压力传感微结构全部封装在柔性基底上，只露出插指式电极的信号传输端。

进一步的，所述数字印刷工艺步骤包括喷墨打印、丝网印刷、漏字板印刷、卷对卷印刷。

进一步的，所述插指式电极图案的形状尺寸、插指数量、指间间距等参数都可以通过改变数字印刷工艺参数来进行调整和优化。

进一步的，制备压力传感微结构的步骤如下：

A1，将筛网表面规整的微图案通过热压方式转移到一个聚苯乙烯薄片上，冷却后揭下筛网，在聚苯乙烯薄片上便留下了与筛网微图案构型相反的微结构；