[发明专利]一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器

权利要求书

1.一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，包括第一电极层、第二电极层及设置在第一电极层和第二电极层之间的介电层，其特征在于：

所述介电层包括自下而上依次层叠的第一弹性层、支撑层和第二弹性层，第一弹性层和第二弹性层均为离子凝胶层，离子凝胶层是以PVA和H₃PO₄为原料配置的复合溶液制成，其上形成有微结构。

2.根据权利要求1所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：所述支撑层为PI双面胶带。

3.根据权利要求1或2所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：所述支撑层厚度根据需求调节。

4.根据权利要求1所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：该传感器采用如下步骤制备而成：

步骤1、采用磁控溅射和激光切割工艺，在PI胶带上生长并图形化以获得第一电极层和第二电极层；

步骤2、制备介电层：

步骤2.1采用激光切割工艺切将砂纸切割成所需图案得到砂纸模板，对砂纸模板进行超声清洗，干燥后，在其表面均匀的喷涂一层脱膜剂；

步骤2.2、将PDMS溶液倾倒在步骤2.1所得砂纸模板上，并使其自由流平；真空脱气后转移到烘箱中进行固化，待冷却到室温后和砂纸剥离，得到具有微结构的PDMS表面；再在具有微结构的PDMS表面上均匀的喷涂一层脱膜剂；

步骤2.3、采用溶胶凝胶法配置H₃PO₄/PVA复合溶液，将配置好的H₃PO₄/PVA复合溶液倾倒在步骤2.2所得的PDMS微结构模板上，真空脱气后，置于室温中，待其冷却并完全固化后，从PDMS微结构模板上剥离获得具有微结构的第一弹性层和第二弹性层；

步骤2.4、选用PI双面胶带作为支撑结构，将第一弹性层、支撑层和第二弹性层按顺序堆叠在一起，以获得介电层；

步骤3、将第一电极、介电层和第二电极按顺序贴合，即获得互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器。

5.根据权利要求4所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：所述步骤1中第一电极层和第二电极层材料为金，磁控溅射沉金的具体参数为：气压2～10帕斯卡下溅射金1～10分钟；激光切割的具体参数为：激光频率为60000Hz～10000Hz，功率因子为20％～40％，加工速度为50～100mm/s。

6.根据权利要求4所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：所述步骤1中第一电极层和第二电极层材料为金，磁控溅射沉金的具体参数为：气压2～10帕斯卡下溅射金1～10分钟；激光切割的具体参数为：激光频率为60000Hz～10000Hz，功率因子为20％～40％，加工速度为50～100mm/s。

7.根据权利要求4所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：所述步骤2.1中选用砂纸为400目～10000目。

8.根据权利要求4所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：所述步骤2.3中H₃PO₄/PVA复合溶液是按照聚乙烯醇树脂、磷酸和去离子水的质量比为2:2:18进行配置。

9.根据权利要求8所述的一种互锁微结构隔离调控的离子电容式传感器，其特征在于：所述步骤2.3中H₃PO₄/PVA复合溶液的配置过程为：

将2克的重均分子量为67000～145000的PVA充粉末与18克去离子水混合，并且在95℃下搅拌，以使PVA充分溶解于水中形成水溶液；继续搅拌待PVA水溶液混合均匀后，冷却到室温，加入2毫升浓度为85％的磷酸，持续搅拌2小时使其混合均匀即可配置完毕。