一種可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可貼附柔性壓力傳感器，其特征在于，包括：柔性襯底、敏感層、電極層和柔性保護層，所述敏感層形成于柔性襯底表面且具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述電極層包括至少兩條電極，所述電極從敏感層表面引出，所述柔性保護層形成于敏感層表面和電極層位于敏感層表面的部分。本發(fā)明還公開了一種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法。本發(fā)明的方法具有原料廉價、工藝簡單、操作方便和適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點，本發(fā)明的敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存在，具有較高的靈敏度；本發(fā)明的傳感器輕薄柔軟，可以被加工成多種形狀，具有可穿戴、可貼附的優(yōu)點。
【專利說明】一種可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著柔性電子學的發(fā)展，電子皮膚和可貼附電子器件在消費電子市場、醫(yī) 療健康、軍事等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域表現(xiàn)出了極大的應用潛力。因此，利用不同材料來制備具有結(jié)構(gòu)獨 特、靈敏度高、穩(wěn)定性好的新型可穿戴、可貼附電子皮膚或柔性電子器件的研究備受國內(nèi)外 研究者廣泛關(guān)注，并逐漸成為當前重要的前沿研究領(lǐng)域之一。
[0003] 壓力傳感器是一種能感測到外界壓力改變的傳感器，并廣泛應用于可穿戴、可貼 附電子皮膚和電子器件中。為了能夠與信息時代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力 日益增強的技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致，電子皮膚或電子器件對柔性、精確性、可靠性、靈敏性 等性能指標的要求越來越嚴格，相應地，對壓力傳感器的性能指標要求也越來越嚴格。而傳 統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求，因此，它們已逐步被各種不同類型的高 性能微型傳感器所取代。
[0004] 目前，有文獻報道如美國斯坦福大學的鮑哲南教授課題組利用聚吡咯 (Polypyrrole, PPY)水凝膠材料通過多相反應來制備具有空心微球結(jié)構(gòu)的彈性導電薄膜用 于壓力傳感器，但由于PPY是一種高分子聚合物材料，長期放置空氣中會慢慢降解，且該壓 力傳感器制備工藝復雜、周期長，因此限制了其廣泛的商業(yè)應用；此外，類似于微球這種傳 統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)的材料，其在外界壓力作用下，壓力與材料形變是非線性的，這會導致壓力與電 信號改變的線性區(qū)域較窄，即該壓力傳感器的穩(wěn)定性不好。
[0005] 另外，中國科技大學的俞書宏教授組通過還原氧化石墨烯包覆的聚氨酯海綿材料 制備出具有纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔導電海綿，并將其用于電阻式壓力傳感器，該壓力傳感器 雖檢測限低（〇. 8Pa)，但靈敏度（IKPf)不夠高；且還原氧化石墨烯包覆的聚氨酯海綿材料 很難做薄、耐磨性不好、生物相容性差，不適合應用于電子皮膚中。因此，如何制備出具有柔 性、生物相容性好、穩(wěn)定性好、靈敏度高、最低檢測限低且能做薄的壓力傳感器是目前研究 的重要課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何克服現(xiàn)有的壓力傳感器很難做薄、穩(wěn)定性不 好、生物相容性差、靈敏度低、最低檢測限高的缺陷。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔 性襯底、敏感層、電極層和柔性保護層，所述敏感層形成于柔性襯底表面且具有三維孔狀結(jié) 構(gòu)，所述電極層包括至少兩條電極，所述電極從敏感層表面引出，所述柔性保護層形成于敏 感層表面和電極層位于敏感層表面的部分。
[0008] 其中，所述可揮發(fā)性溶劑可以與碳材料進行混合，而且在三維孔狀結(jié)構(gòu)形成的過 程中發(fā)揮非常重要的作用。在三維孔狀結(jié)構(gòu)形成的過程中隨著可揮發(fā)性溶劑的揮發(fā)，會在 柔性高分子聚合物中形成排氣孔道而引入氣相，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存在，進而形成 類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感材料。
[0009] 進一步地，所述敏感層的孔的大小為0. 2?20μπι，且孔與孔之間的間隙為10? 200 μ m。
[0010] 其中，所述碳材料、可揮發(fā)性溶劑和柔性高分子聚合物三者之間不同的質(zhì)量比，所 制備的具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感材料中孔的大小不一、孔與孔之間的間隙不等，只有當制 備的三維孔狀結(jié)構(gòu)中孔的大小為0. 2?20 μ m，且孔與孔之間的間隙為10?200 μ m時，所 述敏感材料的靈敏度最高和最低檢測限最低。
[0011] 進一步地，所述柔性襯底和柔性保護層均具有良好的生物相容性；所述電極通過 粘貼、印刷或物理切割的方式從敏感層或敏感層表面引出。
[0012] 其中，所述柔性襯底和柔性保護層均具有良好的生物相容性，是指材料與皮膚接 觸時，無毒性、無過敏或炎癥反應等反應。
[0013] 進一步地，所述電極層的材料為導電無紡布、銅箔、漆包線或帶有壓敏膠粘劑的扁 平銅箔膠帶，所述導電無紡布的厚度為10?1000 μ m，寬度為0. 5?5mm ;所述銅箔的厚度 為5?1000 μ m，寬度為0. 5?5mm ;所述漆包線直徑為50?500 μ m，所述帶有壓敏膠粘劑 的扁平銅箔膠帶厚度為10?200 μ m。
[0014] 進一步地，所述電極層的材料選自金、鉬、鎳、銀、銦、碳納米管、石墨烯、銀納米線 中的一種或多種的組合。
[0015] 進一步地，所述柔性襯底的厚度為10?2000 μ m，所述柔性襯底為乙烯-醋酸乙烯 共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酰亞胺和聚乙烯的一種；所述 柔性保護層厚度為5?50 μ m，所述柔性保護層為聚二甲基硅氧烷、聚乙烯或乙烯-醋酸乙 烯共聚物薄膜。
[0016] 相應地，本發(fā)明還提供了一種壓力傳感器的制備方法，所述制備方法包括以下步 驟：
[0017] Sl、對柔性襯底進行清洗和干燥；
[0018] S2、將碳材料和可揮發(fā)性溶劑按一定比例混合后進行超聲處理，得漿液狀混合物， 在漿液狀混合物中加入一定量的柔性高分子聚合物，攪拌后得粘稠狀混合物；
[0019] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底表面上，然后加熱固化，進 而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層；
[0020] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出至少兩條電極；
[0021] S5、在電極層和敏感層表面涂覆具有好的生物相容性的材料，形成保護層，然后加 熱固化，使保護層、電極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0022] 進一步地，所述步驟S2中，碳材料和可揮發(fā)性溶劑的質(zhì)量比為1:1?1:50,超聲處 理時間為1?120min，向混合物中加入的柔性高分子聚合物與碳材料的質(zhì)量比為1:0. 5? 1:50,攪拌時間為0. 5?3h。
[0023] 其中，所述步驟S2的碳材料為石墨烯、還原氧化石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管中 的一種或者多種的組合，所述可揮發(fā)性溶劑為乙醇、四氯化碳、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮 中的一種或者多種的組合。
[0024] 進一步地，所述步驟S3的加熱溫度為40?90°C，加熱時間為1?3h ;步驟S5的 加熱溫度為70?80°C，加熱時間為1?3h。
[0025] 所述可貼附柔性壓力傳感器可以貼附在皮膚上，用于脈搏檢測、血壓檢測、生理體 征檢測（如心率和呼吸頻率）、體溫監(jiān)測、運動檢測等。
[0026] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0027] 1、本發(fā)明的方法具有原料廉價、工藝簡單、操作方便和適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的 優(yōu)點。
[0028] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，所以具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信 號變化的線性區(qū)域較大。
[0029] 3、可以通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三 維孔狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小，進而調(diào)控敏感層的靈敏度，從而獲得靈敏度最高的敏感層。
[0030] 4、本發(fā)明的敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層，很容易形成穩(wěn) 定的整體而加工制作成具有最佳性能的輕薄可貼附柔性壓力傳感器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0032] 圖1是本發(fā)明可貼附柔性壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明實施例一的敏感層SEM圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明實施例二的敏感層SEM圖；
[0035] 圖4是本發(fā)明實施例三的敏感層SEM圖；
[0036] 圖5為本發(fā)明實施例三的電流-時間圖。
[0037] 圖中：1_柔性保護層，2-電極層，3-敏感層，4-柔性襯底。

【具體實施方式】
[0038] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其 他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0039] 實施例一：
[0040] 請參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔性襯底 4、敏感層3、電極層2和柔性保護層1，所述敏感層3形成于柔性襯底4表面且具有三維孔 狀結(jié)構(gòu)，所述電極層2包括兩條電極，所述電極從敏感層3表面引出，所述柔性保護層1形 成于敏感層3表面和電極層2位于敏感層3表面的部分。
[0041] 如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例中碳材料、可揮發(fā)性溶劑與柔性高分子聚合物三 者之間的質(zhì)量比為1:1:2時，所制備的具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感材料的SEM圖。
[0042] 所述敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述三維孔狀結(jié)構(gòu)通過以下步驟形成：
[0043] S1、將Ig還原氧化石墨烯和Ig乙醇混合均勻后超聲lmin，得漿液 狀混合物，在漿液狀混合物中加入2g密度為I. 043g/cm3的聚二甲基硅氧烷 (Polydimethylsiloxane, PDMS)，然后攪拌0· 5h后得粘稠狀混合物；
[0044] S2、將粘稠狀混合物均勻涂覆在柔性襯底上，并在40°C下加熱固化3h，使之聚合， 此過程中隨著乙醇的揮發(fā)，就會在PDMS中形成排氣孔道進而引入氣相，實現(xiàn)材料中氣-固 兩相的存在，形成類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔的大小不均，且 為0. 2?1 μ m，孔與孔之間的間隙不等，為10?30 μ m。
[0045] 其中，所述步驟S2中的涂覆方法可以是旋涂、抹、刷或印刷在柔性襯底上。
[0046] 所述柔性襯底為PDMS薄膜，厚度為10 μ m，所述柔性保護層為超薄PDMS薄膜，其厚 度為5 μ m，且所述柔性襯底和柔性保護層均具有優(yōu)良的生物相容性；所述電極層為超薄的 導電無紡布，其厚度為20μ--，寬度為0. 5_，通過粘貼的方式從敏感層表面引出兩條電極。
[0047] 其中，所述電極層還可以為銅箔，其厚度為5 μ m，寬度為0. 5mm，通過粘貼的方式 從敏感層表面引出兩條電極。
[0048] 相應地，本發(fā)明還提供了一種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，所述制備方法 包括以下步驟：
[0049] Sl、對柔性襯底進行清洗和干燥，所述柔性襯底為厚度為10 μ m的PDMS薄膜；
[0050] S2、將Ig還原氧化石墨烯和Ig的乙醇混合均勻后超聲lmin，得漿液狀混合物，在 漿液狀混合物中加入質(zhì)量為2g的PDMS，攪拌0. 5h后得粘稠狀混合物；
[0051] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底PDMS表面上，然后在40°C 下加熱固化3h，進而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔的大小不均，且為 0· 2?1 μ m，孔與孔之間的間隙不等，為10?30 μ m ;
[0052] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出兩條電極；
[0053] S5、在電極層和敏感層表面涂覆厚度為5 μ m的PDMS薄膜，形成保護層，然后在 70°C下加熱固化lh，使保護層、電極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0054] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0055] 1、本發(fā)明的敏感層制備過程簡單、方便。
[0056] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信號變 化的線性區(qū)域較大。
[0057] 3、通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三維孔 狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小為〇. 2?Ιμ--，孔與孔之間的間隙為10?30 μ m，從而獲得靈敏 度最高的敏感層。
[0058] 4、制備敏感材料的碳材料和柔性高分子聚合物具有好的穩(wěn)定性，因此，制備得到 的敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層，很容易形成穩(wěn)定的整體而加工制 作成具有最佳性能的輕薄壓力傳感器。
[0059] 本實施例的可貼附柔性壓力傳感器具有輕薄、貼附性好、檢測精度高、對皮膚無刺 激等特點，所述可貼附柔性壓力傳感器的敏感層能感應人體脈搏跳動時對血管壁產(chǎn)生的側(cè) 壓力，因而在將本可貼附柔性壓力傳感器貼附在人體脈搏部位正對的皮膚表面時，可以檢 測得到人體脈搏波。
[0060] 實施例二：
[0061] 請參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔性襯底 4、敏感層3、電極層2和柔性保護層1，所述敏感層3形成于柔性襯底4表面且具有三維孔 狀結(jié)構(gòu)，所述電極層2包括兩條電極，所述電極從敏感層3表面引出，所述柔性保護層1形 成于敏感層3表面和電極層2位于敏感層3表面的部分。
[0062] 如圖3所示，圖3為本發(fā)明實施例中碳材料、可揮發(fā)性溶劑與柔性高分子聚合物三 者之間的質(zhì)量比為2:4:1時，所制備的具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感材料的SEM圖。
[0063] 所述敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述三維孔狀結(jié)構(gòu)通過以下步驟形成：
[0064] Sl、將2g還原氧化石墨烯和4g乙醇混合均勻后超聲60min，得漿液狀混合物，在混 合物中加入Ig的PDMS，然后攪拌Ih后得粘稠狀混合物；
[0065] S2、將粘稠狀混合物均勻涂覆在柔性襯底上，并在90°C下加熱固化lh，使之聚合， 此過程中隨著乙醇的揮發(fā)，就會在PDMS中形成排氣孔道進而引入氣相，實現(xiàn)材料中氣-固 兩相的存在，形成類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔的大小不均，為 2?5 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為40?70 μ m。
[0066] 其中，所述步驟S2中的涂覆方法可以是旋涂、抹、刷或印刷在柔性襯底上。
[0067] 所述柔性襯底為PDMS薄膜，厚度為100 μ m，所述柔性保護層為超薄PDMS薄膜，其 厚度為20 μ m，且所述柔性襯底和柔性保護層均具有良好的生物相容性；所述電極層為超 薄的導電無紡布，其厚度為200 μ m，寬度為5mm，通過粘貼的方式從敏感層表面引出兩條電 極。
[0068] 其中，所述電極層還可以為銅箔，其厚度為ΙΟΟμπι，寬度為5mm，通過粘貼的方式 從敏感層表面引出兩條電極。
[0069] 相應地，本發(fā)明還提供了一種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，所述制備方法 包括以下步驟：
[0070] Sl、對柔性襯底進行清洗和干燥，所述柔性襯底為厚度為100 μ m的PDMS薄膜；
[0071] S2、將2g還原氧化石墨烯和4g的乙醇混合均勻后超聲60min，得漿液狀混合物，在 漿液狀混合物中加入質(zhì)量為Ig的PDMS (密度為I. 043g/cm3)，攪拌Ih后得粘稠狀混合物；
[0072] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底PDMS表面上，然后在90°C 下加熱固化lh，進而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔的大小不均，為2? 5 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為40?70 μ m ;
[0073] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出兩條電極；
[0074] S5、在電極層和敏感層表面涂覆厚度為20 μ m的PDMS薄膜，形成保護層，然后在 80°C下加熱固化Ih，使保護層、電極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0075] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0076] 1、本發(fā)明的敏感層制備過程簡單、方便。
[0077] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，所以具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信 號變化的線性區(qū)域較大。
[0078] 3、通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三維孔 狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小為2?5 μ m，孔與孔之間的間隙為40?70 μ m，從而獲得靈敏度 最1?的敏感層。
[0079] 4、本發(fā)明敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層，很容易形成穩(wěn)定 的整體而加工制作成具有最佳性能的輕薄可貼附柔性壓力傳感器。
[0080] 本發(fā)明實施例的可貼附柔性壓力傳感器具有輕薄、貼附性好、檢測精度高、對皮膚 無刺激等特點，將柔性傳感器集成在與手腕接觸的織物上或者直接貼附在手腕脈搏上采集 脈搏的脈動數(shù)據(jù)，有效監(jiān)測人體手腕脈搏跳動情況。
[0081] 實施例三：
[0082] 請參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔性襯底 4、敏感層3、電極層2和柔性保護層1，所述敏感層3形成于柔性襯底4表面且具有三維孔 狀結(jié)構(gòu)，所述電極層2包括兩條電極，所述電極從敏感層3表面引出，，所述柔性保護層1形 成于敏感層3表面和電極層2位于敏感層3表面的部分。
[0083] 如圖4所示，圖4為本發(fā)明實施例中碳材料、可揮發(fā)性溶劑與柔性高分子聚合物三 者之間的質(zhì)量比為1:3:1時，所制備的具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感材料的SEM圖。
[0084] 所述敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述三維孔狀結(jié)構(gòu)通過以下步驟形成：
[0085] Sl、將Ig還原氧化石墨烯和3g乙醇混合均勻后超聲lOOmin，得漿液狀混合物，在 漿液狀混合物中加入Ig的PDMS，然后攪拌2h后得粘稠狀混合物；
[0086] S2、將粘稠狀混合物均勻涂覆在柔性襯底上，并在70°C下加熱固化2h，使之聚合， 此過程中隨著乙醇的揮發(fā)，就會在PDMS中形成排氣孔道進而引入氣相，實現(xiàn)材料中氣-固 兩相的存在，形成類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔的大小不均，為 7?13 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為50?90 μ m。
[0087] 其中，所述步驟S2中的涂覆方法可以是旋涂、抹、刷或印刷在柔性襯底上。
[0088] 所述柔性襯底為PDMS薄膜，厚度為80 μ m，所述柔性保護層為超薄PDMS薄膜，其厚 度為l〇ym，且所述柔性襯底和柔性保護層均具有良好的生物相容性；所述電極層為超薄 的導電無紡布，其厚度為60 μ m，寬度為I. 5mm，通過粘貼的方式從敏感層表面引出。
[0089] 其中，所述電極層還可以為銅箔，其厚度為10ym，寬度為5mm，通過粘貼的方式從 敏感層表面引出。
[0090] 相應地，本發(fā)明還提供了一種壓力傳感器的制備方法，所述制備方法包括以下步 驟：
[0091] Sl、對柔性襯底進行清洗和干燥，所述柔性襯底為厚度為80 μ m的PDMS薄膜；
[0092] S2、將Ig還原氧化石墨烯和3g的乙醇混合均勻后超聲lOOmin，得漿液狀混合物， 在漿液狀混合物中加入質(zhì)量為Ig的PDMS (密度為I. 043g/cm3)，攪拌2h后得粘稠狀混合 物；
[0093] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底PDMS表面上，然后在70°C 下加熱固化2h，進而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔的大小不均，為7? 13 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為50?90 μ m ;
[0094] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出兩條電極；
[0095] S5、在電極層和敏感層表面涂覆厚度為IOym的PDMS薄膜，形成保護層，然后在 70°C下加熱固化2h，使保護層、電極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0096] 請參見圖5,圖5為對本可貼附柔性壓力傳感器施加壓力時的電流-時間圖，圖 中可看出當在時間為10. 2s開始施加0. 8Pa壓力時，器件輸出的電流信號明顯發(fā)生變化。 根據(jù)靈敏度的計算公式S = Tl/I"/TP，其中，X[表示施力前后電流變化差，由圖中得出 ^'1 =121,2-120.40,>)^5表示電流變化前后的壓力差0.8?3，1(|表示初始電流值121.2，算 出結(jié)果S = 8. 251(48+1 ;另外，當在時間為10. 2s開始施加小于0.8Pa壓力時，器件輸出電 流信號變化不明顯，所以最小檢測限為0. 8Pa ;當在時間為10. 2s開始施加大于0. SPa壓力 時，變化輸出電流信號變化明顯，靈敏度較高。
[0097] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0098] 1、本發(fā)明的敏感層制備過程簡單、方便。
[0099] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，所以具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信 號變化的線性區(qū)域較大。
[0100] 3、通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三維孔 狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小為7?13 μ m，孔與孔之間的間隙為50?90 μ m，從而獲得靈敏度 最高的敏感層，根據(jù)計算得出其靈敏度為8. 25K · Pa'其最低檢測限為0. 8Pa。
[0101] 4、本發(fā)明敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層，很容易在成品衣 物上形成穩(wěn)定的整體而加工制作成具有最佳性能的輕薄可貼附柔性壓力傳感器，進而應用 于可貼附器件中。
[0102] 實施例四：
[0103] 請參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔性襯底 4、敏感層3、電極層2和柔性保護層1，所述敏感層3形成于柔性襯底4表面且具有三維孔 狀結(jié)構(gòu)，所述電極層2包括四條電極，所述電極從敏感層3表面引出，所述柔性保護層1形 成于敏感層3表面和電極層2位于敏感層3表面的部分。
[0104] 所述敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述三維孔狀結(jié)構(gòu)通過以下步驟形成：
[0105] S1、將IOg還原氧化石墨烯粉末和IOOg乙醇混合均勻后超聲80min，得漿液狀混合 物，在漿液狀混合物中加入Ig的聚二甲基硅氧烷，然后攪拌I. 5h后得粘稠狀混合物；
[0106] S2、將粘稠狀混合物均勻涂覆在柔性襯底上，并在60°C下加熱固化2. 5h，使之聚 合，此過程中隨著乙醇的揮發(fā)，就會在聚二甲基硅氧烷中形成排氣孔道進而引入氣相，實現(xiàn) 材料中氣-固兩相的存在，形成類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔 的大小不均，為15?20 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為150?200 μ m。
[0107] 其中，步驟SI中的還原氧化石墨烯粉末可以換為石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管 (單壁或多壁），乙醇可以換為四氯化碳、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮等易揮發(fā)性溶劑，所述 步驟S2中的涂覆方法還可以是抹、刷或印刷在柔性襯底上。
[0108] 所述柔性襯底為聚酰亞胺（Polyimide，PI)薄膜，厚度為300 μ m，所述柔性保護層 為超薄PDMS薄膜，其厚度為10 μ m，且所述柔性襯底和柔性保護層均具有良好的生物相容 性；
[0109] 所述電極層材料為還原氧化石墨烯，通過物理切割的方式從敏感層表面引出四條 電極，所述電極厚度為330 μ m，寬度為0· 5mm。
[0110] 所述柔性襯底還可以為乙烯-醋酸乙烯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA)、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol, PVA)、聚乙烯（Polyethylene, PE)薄膜和 聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate, PET),厚度為300 μ m，所述柔性保護 層還可以為超薄PE薄膜和EVA薄膜，其厚度為12 μ m ;所述電極層的材料還可以為金、鉬、 鎳、銀、銦、碳納米管、銀納米線、直徑50 μ m漆包銅線、10 μ m厚且?guī)в袎好裟z粘劑的扁平銅 箔膠帶中的一種或多種的組合。
[0111] 相應地，本發(fā)明還提供了一種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，所述制備方法 包括以下步驟：
[0112] Sl、對柔性襯底進行清洗和干燥，所述柔性襯底為厚度為300 μ m的EVA、PVA、PI、 PE或PET薄膜；
[0113] S2、將IOg還原氧化石墨烯粉末和IOOg的乙醇混合均勻后超聲80min，得漿液狀混 合物，在漿液狀混合物中加入質(zhì)量為Ig的聚二甲基硅氧烷（密度為I. 〇43g/cm3)，攪拌I. 5h 后得粘稠狀混合物；
[0114] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底EVA、PVA、PI、PE或PET薄 膜表面上，然后在60°C下加熱固化2. 5h，進而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感 層的孔的大小不均，為15?20μπι，且孔與孔之間的間隙不等，為150?200μπι ;
[0115] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出四條電極；
[0116] S5、在電極層和敏感層表面涂覆厚度為IOym的PDMS薄膜、厚度為12μπι的超薄 PE薄膜或厚度為12μπι的EVA薄膜，形成保護層，然后在80°C下加熱固化1.5h，使保護層、 電極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0117] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0118] 1、本發(fā)明的制備方法具有工藝簡單、操作方便的優(yōu)點。
[0119] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，所以具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信 號變化的線性區(qū)域較大。
[0120] 3、通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三維孔 狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小為15?20 μ m，孔與孔之間的間隙為150?200 μ m，從而獲得靈 敏度最高的敏感層。
[0121] 4、本發(fā)明敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層均為柔性材料，很 容易形成穩(wěn)定的整體而加工制作成具有最佳性能的輕薄可貼附柔性壓力傳感器。
[0122] 實施例五：
[0123] 請參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔性襯底 4、敏感層3、電極層2和柔性保護層1，所述敏感層3形成于柔性襯底4表面且具有三維孔 狀結(jié)構(gòu)，所述電極層2包括四條電極，所述電極從敏感層3表面引出，所述柔性保護層1形 成于敏感層3表面和電極層2位于敏感層3表面的部分。
[0124] 所述敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述三維孔狀結(jié)構(gòu)通過以下步驟形成：
[0125] S1、將15g還原氧化石墨烯粉末和300g乙醇混合均勻后超聲80min，得漿液狀混合 物，在混合物中加入Ig的聚二甲基硅氧烷，然后攪拌2. 5h后得粘稠狀混合物；
[0126] S2、將粘稠狀混合物均勻涂覆在柔性襯底上，并在50°C下加熱固化I. 5h，使之聚 合，此過程中隨著乙醇的揮發(fā)，就會在聚二甲基硅氧烷中形成排氣孔道進而引入氣相，實現(xiàn) 材料中氣-固兩相的存在，形成類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔 的大小不均，為10?25 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為120?160 μ m。
[0127] 其中，步驟SI中的還原氧化石墨烯粉末可以換為石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管 (單壁或多壁），乙醇可以換為四氯化碳、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮等易揮發(fā)性溶劑，所述 步驟S2中的涂覆方法還可以是印刷、抹或刷在柔性襯底上。
[0128] 所述柔性襯底為PI薄膜，厚度為500 μ m，所述柔性保護層為超薄PDMS薄膜，其厚 度為30 μ m，且所述柔性襯底和柔性保護層均具有良好的生物相容性；所述電極層材料為 石墨烯，通過物理切割的方式從敏感層表面引出四條電極，所述電極厚度為600 μ m，寬度為 0. 5mm〇
[0129] 所述柔性襯底還可以為EVA、PVA、PE或PET薄膜，厚度為500 μ m，所述柔性保護層 還可以為超薄PE薄膜或EVA薄膜，其厚度為30 μ m ;所述電極層的材料還可以為金、鉬、鎳、 銀、銦、碳納米管、銀納米線、直徑150 μ m漆包銅線、50 μ m厚且?guī)в袎好裟z粘劑的扁平銅箔 膠帶中的一種或多種的組合。
[0130] 相應地，本發(fā)明還提供了一種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，所述制備方法 包括以下步驟：
[0131] Sl、對柔性襯底進行清洗和干燥，所述柔性襯底為厚度為500 μ m的EVA、PVA、PI、 PE或PET薄膜；
[0132] S2、將15g還原氧化石墨烯粉末和300g的乙醇混合均勻后超聲80min，得漿液狀混 合物，在混合物中加入質(zhì)量為Ig的聚二甲基硅氧烷（密度為I. 〇43g/cm3)，攪拌2. 5h后得 粘桐狀混合物；
[0133] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底EVA、PVA、PI、PE或PET薄 膜表面上，然后在50°C下加熱固化I. 5h，進而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感 層的孔的大小不均,為10?25μπι，且孔與孔之間的間隙不等，為120?160μπι;
[0134] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出四條電極；
[0135] S5、在電極層和敏感層表面涂覆厚度為40 μ m的PDMS薄膜、厚度為40 μ m的超薄 PE薄膜或厚度為40 μ m的EVA薄膜，形成保護層，然后在75 °C下加熱固化2h，使保護層、電 極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0136] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0137] 1、本發(fā)明的方法具有原料廉價、工藝簡單、操作方便和適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的 優(yōu)點。
[0138] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，所以具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信 號變化的線性區(qū)域較大。
[0139] 3、通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三維孔 狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小為10?25 μ m，孔與孔之間的間隙為120?160 μ m，從而獲得靈 敏度最高的敏感層。
[0140] 4、本發(fā)明敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層均為柔性材料，很 容易形成穩(wěn)定的整體而加工制作成具有最佳性能的輕薄可貼附柔性壓力傳感器。
[0141] 實施例六：
[0142] 請參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔性襯底 4、敏感層3、電極層2和柔性保護層I，所述敏感層3形成于柔性襯底4表面且具有三維孔 狀結(jié)構(gòu)，所述電極層2包括兩條電極，所述電極從敏感層3表面引出，所述柔性保護層1形 成于敏感層3表面和電極層2位于敏感層3表面的部分。
[0143] 所述敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述三維孔狀結(jié)構(gòu)通過以下步驟形成：
[0144] S1、將35g還原氧化石墨烯粉末和1050g乙醇混合均勻后超聲90min，得漿液狀混 合物，在混合物中加入Ig的聚二甲基硅氧烷，然后攪拌2h后得粘稠狀混合物；
[0145] S2、將粘稠狀混合物均勻涂覆在柔性襯底上，并在80°C下加熱固化2. 5h，使之聚 合，此過程中隨著乙醇的揮發(fā)，就會在聚二甲基硅氧烷中形成排氣孔道進而引入氣相，實現(xiàn) 材料中氣-固兩相的存在，形成類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的孔 的大小不均，為6?10 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為80?110 μ m。
[0146] 其中，步驟SI中的還原氧化石墨烯粉末可以換為石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管 (單壁或多壁），乙醇可以換為四氯化碳、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮等易揮發(fā)性溶劑，所述 步驟S2中的涂覆方法還可以是印刷、抹或刷在柔性襯底上。
[0147] 所述柔性襯底為PI薄膜，厚度為1000 μ m，所述柔性保護層為超薄PDMS薄膜，其厚 度為45 μ m，且所述柔性襯底和柔性保護層均具有良好的生物相容性；所述電極層材料為 石墨烯，通過物理切割的方式從敏感層表面引出兩條電極，所述電極厚度為1000 μ m，寬度 為 0· 5mm〇
[0148] 所述柔性襯底還可以為EVA、PVA、PE或PET薄膜，厚度為1000 μ m，所述柔性保護 層還可以為超薄PE薄膜或EVA薄膜，其厚度為40 μ m ;所述電極層的材料還可以為金、鉬、 鎳、銀、銦、碳納米管、銀納米線、直徑300 μ m漆包銅線、100 μ m厚且?guī)в袎好裟z粘劑的扁平 銅箔膠帶中的一種或多種的組合。
[0149] 相應地，本發(fā)明還提供了一種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，所述制備方法 包括以下步驟：
[0150] S1、對柔性襯底進行清洗和干燥，所述柔性襯底為厚度為1000 μ m的EVA、PVA、PI、 PE或PET薄膜；
[0151] S2、將35g還原氧化石墨烯粉末和1050g的乙醇混合均勻后超聲90min，得漿液狀 混合物，在混合物中加入質(zhì)量為Ig的聚二甲基硅氧烷（密度為I. 〇43g/cm3)，攪拌2h后得 粘桐狀混合物；
[0152] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底EVA、PVA、PI、PE或PET薄 膜表面上，然后在80°C下加熱固化2. 5h，進而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感 層的孔的大小不均,為6?ΙΟμπι，且孔與孔之間的間隙不等，為80?ΙΙΟμπι;
[0153] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出兩條電極；
[0154] S5、在電極層和敏感層表面涂覆厚度為45μπι的PDMS薄膜、厚度為45μπι的超薄 PE薄膜或厚度為45 μ m的EVA薄膜，形成保護層，然后在75 °C下加熱固化2h，使保護層、電 極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0155] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0156] 1、本發(fā)明的方法具有原料廉價、工藝簡單、操作方便和適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的 優(yōu)點。
[0157] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，所以具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信 號變化的線性區(qū)域較大。
[0158] 3、通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三維孔 狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小為6?10 μ m，孔與孔之間的間隙為80?110 μ m，從而獲得靈敏 度最高的敏感層。
[0159] 4、本發(fā)明敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層均為柔性材料，很 容易形成穩(wěn)定的整體而加工制作成具有最佳性能的輕薄可貼附柔性壓力傳感器。
[0160] 實施例七：
[0161] 請參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種可貼附柔性壓力傳感器，其包括：柔性襯底 4、敏感層3、電極層2和柔性保護層1，所述敏感層3形成于柔性襯底4表面且具有三維孔 狀結(jié)構(gòu)，所述電極層2包括兩條電極，所述電極從敏感層3表面引出，所述柔性保護層1形 成于敏感層3表面和電極層2位于敏感層3表面的部分。
[0162] 所述敏感層具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所述三維孔狀結(jié)構(gòu)通過以下步驟形成：
[0163] S1、將50g碳納米管粉末和2500g四氯化碳混合均勻后超聲120min，得漿液狀混合 物，在混合物中加入Ig的聚二甲基硅氧烷，然后攪拌3h后得粘稠狀混合物；
[0164] S2、將粘稠狀混合物均勻涂覆在柔性襯底上，并在75°C下加熱固化2h，使之聚合， 此過程中隨著四氯化碳的揮發(fā)，就會在聚二甲基硅氧烷中形成排氣孔道進而引入氣相，實 現(xiàn)材料中氣-固兩相的存在，形成類似螞蟻窩狀的三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層的 孔的大小不均，為12?16 μ m，且孔與孔之間的間隙不等，為100?170 μ m。
[0165] 其中，步驟SI中的碳納米管可以換為石墨烯、還原氧化石墨烯和氧化石墨烯，四 氯化碳可以換為乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮等易揮發(fā)性溶劑，所述步驟S2中的涂覆 方法還可以是印刷、抹或刷在柔性襯底上。
[0166] 所述柔性襯底為PI薄膜，厚度為2000 μ m，所述柔性保護層為超薄PDMS薄膜，其厚 度為50 μ m，且所述柔性襯底和柔性保護層均具有生物相容性；所述電極層材料為銀納米 線，通過印刷的方式從敏感層表面引出兩條電極，所述電極厚度為1000 μ m，寬度為0. 5mm。
[0167] 所述柔性襯底還可以為EVA、PVA、PE或PET薄膜，厚度為2000 μ m，所述柔性保護 層還可以為超薄PE薄膜或EVA薄膜，其厚度為50 μ m ;所述電極層的材料還可以為金、鉬、 鎳、銀、銦、碳納米管、銀納米線、直徑500 μ m漆包銅線、200 μ m厚且?guī)в袎好裟z粘劑的扁平 銅箔膠帶中的一種或多種的組合。
[0168] 相應地，本發(fā)明還提供了一種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，所述制備方法 包括以下步驟：
[0169] S1、對柔性襯底進行清洗和干燥，所述柔性襯底為厚度為2000 μ m的EVA、PVA、PI、 PE或PET薄膜；
[0170] S2、將50g碳納米管粉末和2500g的四氯化碳混合均勻后超聲120min，得漿液狀混 合物，在混合物中加入質(zhì)量為Ig的聚二甲基硅氧烷（密度為I. 〇43g/cm3)，攪拌3h后得粘 稠狀混合物；
[0171] S3、將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底EVA、PVA、PI、PE或PET薄 膜表面上，然后在75°C下加熱固化2h，進而形成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，所述敏感層 的孔的大小不均，為12?16μπι，且孔與孔之間的間隙不等，為100?170μπι ;
[0172] S4、在步驟S3中的敏感層表面引出兩條電極；
[0173] S5、在電極層和敏感層表面涂覆厚度為50μπι的PDMS薄膜、厚度為50μπι的超薄 PE薄膜或厚度為50 μ m的EVA薄膜，形成保護層，然后在80°C下加熱固化3h，使保護層、電 極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
[0174] 本發(fā)明的可貼附柔性壓力傳感器及其制備方法，具有如下有益效果：
[0175] 1、本發(fā)明的方法具有原料廉價、工藝簡單、操作方便和適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的 優(yōu)點。
[0176] 2、本發(fā)明的敏感層具有類似螞蟻窩的三維孔狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料中氣-固兩相的存 在，所以具有較高的靈敏度，外界壓力對材料形變的線性范圍較寬，所以壓力與傳感器電信 號變化的線性區(qū)域較大。
[0177] 3、通過調(diào)節(jié)碳材料、可揮發(fā)性溶劑、柔性高分子聚合物三者的比例來調(diào)控三維孔 狀結(jié)構(gòu)的孔的疏密和大小為12?16 μ m，孔與孔之間的間隙為100?170 μ m，從而獲得靈 敏度最高的敏感層。
[0178] 4、本發(fā)明中的敏感層具有很好的穩(wěn)定性，再結(jié)合柔性襯底和保護層，很容易在形 成穩(wěn)定的整體而加工制作成具有最佳性能的輕薄可貼附柔性壓力傳感器。
[0179] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為 本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種可貼附柔性壓力傳感器，其特征在于，包括：柔性襯底⑷、敏感層⑶、電極層 ⑵和柔性保護層（1)，所述敏感層（3)形成于柔性襯底⑷表面且具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，所 述電極層⑵包括至少兩條電極，所述電極從敏感層⑶表面引出，所述柔性保護層⑴形 成于敏感層（3)表面和電極層（2)位于敏感層（3)表面的部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可貼附柔性壓力傳感器，所述敏感層（3)的孔的大小為 0· 2?20 μ m，且孔與孔之間的間隙為10?200 μ m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可貼附柔性壓力傳感器，其特征在于，所述柔性襯底（4)和柔 性保護層（1)均具有良好的生物相容性； 所述電極層（2)通過粘貼、印刷或物理切割的方式從敏感層（3)表面引出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可貼附柔性壓力傳感器，其特征在于，所述電極層（2)的材料 為導電無紡布、銅箔、漆包線或帶有壓敏膠粘劑的扁平銅箔膠帶，所述導電無紡布的厚度為 10?1000 μ m，所述銅箔的厚度為5?1000 μ m，所述漆包線直徑為50?500 μ m，所述帶有 壓敏膠粘劑的扁平銅箔膠帶厚度為10?200 μ m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可貼附柔性壓力傳感器，其特征在于，所述電極層（2)的材料 選自金、鉬、鎳、銀、銦、碳納米管、石墨烯、銀納米線中的一種或多種的組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可貼附柔性壓力傳感器，其特征在于，所述柔性襯底（4) 的厚度為10?2000 μ m，所述柔性襯底（4)為乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基 硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酰亞胺和聚乙烯的一種； 所述柔性保護層（1)為聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜，其 厚度為5?50 μ m。
7. -種可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 對柔性襯底進行清洗和干燥； 52、 將碳材料和可揮發(fā)性溶劑按一定比例混合后進行超聲處理，得漿液狀混合物，在漿 液狀混合物中加入一定量的柔性高分子聚合物，攪拌后得粘稠狀混合物； 53、 將步驟S2中制得的粘稠狀混合物涂覆在柔性襯底表面上，然后加熱固化，進而形 成具有三維孔狀結(jié)構(gòu)的敏感層，且所述敏感材料孔的大小為0. 2?20 μ m，且孔與孔之間的 間隙為10?200μπι ; 54、 在步驟S3中的敏感層表面引出至少兩條電極； 55、 在電極層和敏感層表面涂覆具有良好的生物相容性的材料，形成保護層，然后加熱 固化，使保護層、電極層、敏感層及柔性襯底融為一體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟 S2中，碳材料和可揮發(fā)性溶劑的質(zhì)量比為1:1?1:50,超聲處理時間為1?120min，向混合 物中加入的柔性高分子聚合物與碳材料的質(zhì)量比為1:0. 5?1:50,攪拌時間為0. 5?3h。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步 驟S2的碳材料為石墨烯、還原氧化石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管中的一種或者多種的組 合，所述可揮發(fā)性溶劑為乙醇、四氯化碳、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮中的一種或者多種的 組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的可貼附柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述 步驟S3的加熱溫度為40?90°C，加熱時間為1?3h ;步驟S5的加熱溫度為70?80°C， 加熱時間為1?3h。
【文檔編號】A61B5/11GK104257367SQ201410471871
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】張珽, 熊作平 申請人:蘇州能斯達電子科技有限公司