[发明专利]柔性微胶囊驻极体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性微胶囊驻极体传感器，其特征在于，包括：

柔性传感材料层(5)，所述柔性传感材料层(5)由第一聚合物基体(1)、带电荷微胶囊材料层(2)和第二聚合物基体(6)组成；

所述带电荷微胶囊材料层(2)设于所述第一聚合物基体(1)和所述第二聚合物基体(6)之间；

所述带电荷微胶囊材料层(2)的每一个微胶囊内包裹有带电荷内容物；

所述柔性传感材料层(5)的两侧均设有电极(3)，所述电极(3)上引出有导线(4)。

2.根据权利要求1所述的柔性微胶囊驻极体传感器，其特征在于：

所述第一聚合物基体(1)和所述第二聚合物基体(6)均为为聚二甲基硅氧烷PDMS制成。

3.根据权利要求1所述的柔性微胶囊驻极体传感器，其特征在于：

所述带电荷内容物为利用电解池电解分离金属盐溶液获得的带电荷的粒子。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的柔性微胶囊驻极体传感器的制备方法，其特征在于，包括：

将PDMS和固化剂混合后置于真空负压环境中去除气泡，得到PDMS预聚物，通过浇筑法向模具内浇筑PDMS预聚物，真空干燥预固化一定时间；

将框型掩模板覆盖在预固化的PDMS预聚物表面，在掩模板的框内沉积一层带电荷微胶囊材料，去掉掩模板；

在带电荷微胶囊材料上浇筑PDMS预聚物，置于真空干燥环境中进行固化，脱去模具后得到柔性传感材料层；

在柔性传感材料层的两侧分别沉积金属薄膜作为电极，然后将导线与金属薄膜相连接，制得所述柔性微胶囊驻极体传感器。

5.根据权利要求4所述的柔性微胶囊驻极体传感器的制备方法，其特征在于，采用溶剂蒸发法制备所述带电荷微胶囊材料，包括：

将聚甲基丙基酸甲酯PMMA粉末溶解于二氯甲烷溶液中，得到PMMA溶液；将带电荷内容物溶解于乙酸苯酯溶液中，得到内容物溶液；然后将内容物溶液加入到PMMA溶液中，充分混匀，得到油相；

将聚乙烯醇粉末加入去离子水中，完全溶解得到水相；

将油相加入至水相中，混合得到乳液，加热蒸发乳液中的二氯甲烷，得到微胶囊分散液；

将微胶囊分散液静置后倒掉上层清液，去离子水进行反复清洗，去除杂质，干燥蒸发后，得到所述带电荷微胶囊材料。

6.根据权利要求5所述的柔性微胶囊驻极体传感器的制备方法，其特征在于，油相制备中，将2g的100目聚甲基丙基酸甲酯PMMA粉末溶解于60g二氯甲烷溶液中，得到PMMA溶液；将0.5g带电荷内容物溶解于4g乙酸苯酯溶液中，得到内容物溶液。

7.根据权利要求5所述的柔性微胶囊驻极体传感器的制备方法，其特征在于，水相制备中，使用控温磁力搅拌器将去离子水加热至35℃后设置转速为1000rpm，将3.2g的160目聚乙烯醇粉末缓慢加入到160mL去离子水中进行预溶解，然后将温度加热至60℃，直至完全溶解。

8.根据权利要求5所述的柔性微胶囊驻极体传感器的制备方法，其特征在于，所述带电荷内容物制备包括：

将一定浓度的金属盐溶液置于封闭的电解池中，电解池阴极槽和阳极槽的中间通道设置离子交换膜，分离阳离子和阴离子，取电解池一侧带电荷的粒子作为带电荷内容物。

9.根据权利要求4所述的柔性微胶囊驻极体传感器的制备方法，其特征在于，利用真空蒸镀法沉积金属薄膜作为电极，包括：

将所需蒸镀的银靶材电极放到蒸发舟的凹槽内之后盖上镀材隔板；

取下载物台，将柔性传感材料层固定在载物台表面，盖上真空腔室外罩，完成镀材安装；

依次打开机械泵和分子泵，使真空腔室内达到一定真空度；

通过膜厚监测系统设定镀膜厚度，打开蒸发源，调节蒸镀电流，直至蒸镀厚度达到预设值。

10.根据权利要求4所述的柔性微胶囊驻极体传感器的制备方法，其特征在于，PDMS和固化剂的质量比为10:1。