[发明专利]基于可拉伸半导体的多功能传感电子皮肤及其制备方法

权利要求书

1.一种多功能传感电子皮肤的制备方法：其特征在于：包括以下步骤：

1)将硅片依次放在丙酮、乙醇和去离子水中进行超声预清洁处理；

2)将图案化的聚酰亚胺薄膜掩模置于硅片上；

3)将银纳米线溶液滴于聚酰亚胺薄膜掩模上，在一定温度下干燥一段时间，去除聚酰亚胺薄膜掩模，得到图案化的银纳米线电极；

4)将聚二甲基硅氧烷旋涂在图案化的银纳米线电极上，在一定温度下进行固化；

5)将固化的聚二甲基硅氧烷从硅片上剥离，银纳米线电极依靠物理粘附转移到聚二甲基硅氧烷衬底上；

6)将聚3-己基噻吩以一定浓度溶于无水间二甲苯中并冷却至室温；

7)将聚二甲基硅氧烷用间二甲苯稀释，并在室温下用磁力搅拌器搅拌均匀；

8)将步骤6）和7）制作的两种溶液以一定重量比在室温下混合后冷却形成P3HT纳米纤维；

9)将步骤8）P3HT纳米纤维的半导体溶液通过图案化的聚酰亚胺薄膜掩模旋涂在步骤5）中的银纳米线导体电极上，再去除聚酰亚胺薄膜掩模，即可完成可拉伸复合半导体薄膜的制备；

根据上述制备方法制备的基于可拉伸半导体的多功能传感电子皮肤，包括弹性体基板、导体电极和可拉伸聚合物半导体传感材料层；所述弹性体基板设在最底层；所述导体电极嵌入固定在弹性体基板中，导体电极与外部的电阻检测装置相连；所述可拉伸聚合物半导体传感材料层固定在最顶层；

所述弹性体基板采用聚二甲基硅氧烷材质；所述导体电极采用银纳米线；所述传感材料层采用聚3-己基噻吩-2，5-二基纳米纤维、聚二甲基硅氧烷的复合可拉伸聚合物半导体材料。

2.根据权利要求1所述的多功能传感电子皮肤的制备方法：其特征在于：步骤3）中银纳米线溶液滴于聚酰亚胺薄膜掩模后，需在40 ℃-70 ℃下干燥30分钟。

3.根据权利要求1所述的多功能传感电子皮肤的制备方法：其特征在于：步骤4）中聚二甲基硅氧烷涂在银纳米线电极上后需在60 ℃下固化4 h。

4.根据权利要求1所述的多功能传感电子皮肤的制备方法：其特征在于：步骤6）中聚3-己基噻吩以0.5~2.5 mg/ml的浓度溶于无水间二甲苯中，并高温加热溶解20~50 min后迅速冷却至室温。

5.根据权利要求1所述的多功能传感电子皮肤的制备方法：其特征在于：步骤8）中两种溶液形成P3HT纳米纤维具体操作为：在室温下混合1~3 h后，冷却至-15 ℃并放置一段时间。

6.根据权利要求1所述制备方法制备的多功能传感电子皮肤的应用，其特征在于：所述多功能传感电子皮肤作为应变传感器，用来检测拉力的大小；

或者作为压阻传感器，用来检测压力变化；

或者作为温度传感器，用来检测外界环境中的温度变化；

或者作为光传感器，用来检测外界环境中的可见光光强的变化；

或者作为可穿戴设备固定在人体胳膊肘、手腕或手指关节处，用来监测人体活动、监控健康状况或者手势识别。