[发明专利]一种抗应变干扰型本征可拉伸压力传感阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种抗应变干扰型本征可拉伸压力传感阵列的制备方法，其特征在于，所述制备方法制备的本征可拉伸压力传感阵列包括：由上到下依次固定排列的上封装层、图案化电极和柔性基底，所述上封装层与柔性基底为同质低拉伸模量的可拉伸材料，所述图案化电极为高拉伸模量的可拉伸导电材料；所述上封装层与柔性基底材料的拉伸模量为0.2-0.5MPa，厚度为20-50 μm；所述图案化电极的拉伸模量为15-20 MPa，厚度为50-100 μm；所述高拉伸模量的图案化电极与低拉伸模量的上封装层、柔性基底之间的拉伸模量比大于30，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一：分别配置可拉伸材料的均匀分散液和低维导电材料的均匀分散液；

步骤二：将可拉伸材料的均匀分散液通过化学改性或结构设计的方式制备不同拉伸模量的薄膜，其中，低拉伸模量的薄膜用作压力传感阵列的上封装层与柔性基底，通过浸涂工艺将高拉伸模量的薄膜与低维导电材料的复合制备可拉伸导电材料，进一步激光切割制备得图案化电极；

步骤三：按照预设的器件形状与尺寸，将上封装层、图案化电极与柔性基底依次垂直叠层排列后，采用热压工艺一次成型，获得本征可拉伸压力传感阵列。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中可拉伸材料的均匀分散液中包括高分子材料和分散溶剂，其中高分子材料包括但不限于聚氨酯、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷和硅橡胶，分散溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃和丙酮中的任一种或两种及以上组合，分散液浓度为15%wt -30%wt。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中低维导电材料的均匀分散液包括低维导电材料和分散溶剂，其中，低维导电材料包括但不限于碳纳米管、石墨烯、二维层状过渡金属碳化物或碳氮化物和金属纳米线或纳米颗粒，分散溶剂为无水乙醇和去离子水中的任意一种，分散液浓度为0.1%wt -3%wt。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中薄膜拉伸模量的调控通过改变聚合物的交联密度或设计各向异性有序结构任意一种方式实现。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三中热压工艺的温度为40-80 ℃，加载压力为6-10 MPa，加载时间60-80 s。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三中制备的本征可拉伸压力传感阵列形成了面内的周期性模量差异化结构，在拉伸过程中，器件的面内应变产生重新分布，使器件的拉伸变形主要发生在传感阵列之间的低模量区域，高模量的传感区域未产生明显的几何形变，从而维持了传感区域物理特性的稳定，压力传感阵列可独立于拉伸应变的干扰准确检测法向压力，其中压力传感阵列的最大延伸率达100%，应变非敏感度小于5%。