本發(fā)明涉及一種壓力傳感器，特別涉及一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器及制法，屬于傳感器技術領域。

背景技術：

近年來，隨著柔性電子學的發(fā)展，應用于假肢的觸覺傳感器、智能機器人以及健康監(jiān)測方面的柔性傳感器因其優(yōu)異的性能而被廣泛關注。自1991年具有觸覺傳感功能的電子皮膚首次應用于機器人起，研制輕、薄、柔的高靈敏度的新型柔性傳感器已經(jīng)成為前沿的科研方向。近15年來，隨著新原理、新材料、新工藝等不斷地應用于柔性傳感器的研發(fā)，柔性傳感器的發(fā)展成果舉世矚目。但在實際的機理研究和產(chǎn)品開發(fā)中，我們發(fā)現(xiàn)還存在一些問題：如靈敏度有待提高，檢測范圍有限，制作工藝復雜、成本高等。技術的發(fā)展狀況與市場的需求為未來柔性傳感器的發(fā)展指明了道路：首先，如何實現(xiàn)柔性傳感器的高靈敏度，檢測更小壓力成為大家努力的目標。其次，在保證柔性傳感器自身電學性能的前提下實現(xiàn)延展性和彎曲性，這就對電路的制作材料提出了新的挑戰(zhàn)和要求。最后，以大型醫(yī)療檢測設備為依托的醫(yī)療健康方面，簡單輕巧、易于攜帶的健康檢測設備更受醫(yī)生和患者的青睞。

柔性電容型傳感器因其柔軟、富有彈性，能貼附于物體表面，且靈敏度較高，將在智能機器人、手持式電子消費產(chǎn)品、柔性顯示器、醫(yī)療健康檢測設備等方面具有巨大的潛在應用價值。目前，柔性傳感器仍存在靈敏度有待提高、監(jiān)測范圍有限、制作工藝復雜、成本高等問題。所以，如何在維持相對簡單的結(jié)構(gòu)設計、保證器件輕薄和柔彈性的前提下，提高電容型傳感器的靈敏度已成為研究的熱點之一。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器及制法，以克服現(xiàn)有技術的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案包括：

本發(fā)明提供了一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器，包括：

彼此相對設置的兩個柔性電極，所述兩個柔性電極彼此相對的兩個相對面中的至少一個上具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；

以及，多相介電層，分布于所述兩個柔性電極之間，所述多相介電層包括由復數(shù)個可自由移動的微球聚集形成的微球介電層以及填充所述微球介電層內(nèi)孔隙的空氣和/或柔性聚合物。

進一步的，所述柔性電極覆設在柔性襯底表面，并且至少一個所述柔性襯底的一側(cè)表面具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；優(yōu)選的，所述柔性電極共形沉積在相應柔性襯底的相應表面；優(yōu)選的，所述柔性襯底的厚度為20～100μm；優(yōu)選的，所述柔性襯底的材質(zhì)包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺和聚乙烯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述柔性電極上的微結(jié)構(gòu)包括復數(shù)個倒金字塔型凹下部；優(yōu)選的，所述倒金字塔型凹下部的底面長度為10～50μm，底面寬度為10～50μm，高度為7.06～35.31μm；優(yōu)選的，所述微球介電層中的至少部分微球分布于形成在所述柔性電極相對面的倒金字塔型凹下部內(nèi)。

進一步的，所述傳感器還包括柔性封裝層，所述柔性封裝層至少用于將所述微球介電層封裝于兩個柔性電極之間；優(yōu)選的，所述柔性封裝層形成于相互配合的兩個柔性襯底周緣部或者兩個柔性電極周緣部，并在兩個柔性襯底之間或者兩個柔性電極之間圍合形成一封裝空間，所述多相介電層分布于所述封裝空間內(nèi)；優(yōu)選的，所述柔性封裝層、柔性電極、多相介電層及柔性襯底形成一體結(jié)構(gòu)；優(yōu)選的，所述柔性封裝層的厚度為10～20μm；優(yōu)選的，所述柔性封裝層的材料包括二甲基硅氧烷、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述多相介電層的厚度為3～12μm；和/或，組成所述微球介電層的微球隨機堆積在所述柔性電極上；和/或，所述微球包括聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、聚二甲基硅氧烷微球、鈦酸鋇微球、鈦酸鋇/聚苯乙烯核殼微球、鈦酸鋇/二氧化硅核殼微球、鈦酸鋇/聚二甲基硅氧烷核殼微球中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此；和/或，所述微球的直徑為500nm～50μm；和/或，所述柔性聚合物包括聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述柔性電極的材質(zhì)包括碳納米管、銀納米線、金納米顆粒中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此；優(yōu)選的，所述柔性電極還與引線電連接；優(yōu)選的，所述引線包括導電無紡布、銅箔、漆包線和帶有壓敏膠粘劑的扁平銅箔膠帶中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器的厚度為50～200μm。

本發(fā)明還提供了一種上述具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器的制法，包括：

提供兩個柔性電極，至少一個所述柔性電極的所述相對面上具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；

在至少一個所述柔性電極的所述相對面上覆設多相介電材料，所述多相介電材料包括隨機堆積的復數(shù)個微球以及填充于該復數(shù)個微球之間的空氣和/或柔性聚合物；

將兩個柔性電極結(jié)合，使多相介電材料在兩個柔性電極之間形成多相介電層。

進一步的，所述制法還包括：

提供與所述兩個柔性電極相應的柔性襯底，至少一個所述柔性襯底與所述柔性電極相應的表面上具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；

在所述柔性襯底的相應表面覆設所述柔性電極，以使至少一個所述柔性電極的所述相對面上形成所述微結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述制法還包括：提供帶有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的模板，并通過二次覆形獲得表面具有由復數(shù)個倒金字塔型凹下部組成的微結(jié)構(gòu)的柔性襯底。

進一步的，所述制法還包括：至少通過噴涂、打印、熱蒸發(fā)中的任意一種方式在所述柔性襯底相應表面沉積形成所述柔性電極。

進一步的，所述制法還包括：至少通過粘貼、印刷、物理切割中的任意一種方式從所述柔性電極表面引出引線。

進一步的，所述制法還包括：至少通過旋涂、滴涂、噴涂、刮涂中的任意一種方式在所述柔性電極的相對面上堆積多相介電材料。

進一步的，所述制法具體包括：至少通過旋涂、滴涂、噴涂、刮涂中的任意一種方式將微球分散液施加在所述柔性電極的相對面上，之后干燥，形成所述多相介電材料；優(yōu)選的，所述微球分散液的濃度為0.25wt％～5wt％；優(yōu)選的，所述微球分散液還包含柔性聚合物。

進一步的，所述制法還包括：以柔性封裝層將所述微球介電層封裝于兩個柔性電極之間；優(yōu)選的，所述制法還包括：以柔性封裝材料涂覆相互配合的兩個柔性襯底周緣部或者兩個柔性電極周緣部并形成柔性封裝層，從而在兩個柔性襯底之間或者兩個柔性電極之間圍合形成一封裝空間，并使所述多相介電層分布于所述封裝空間內(nèi)；優(yōu)選的，所述柔性封裝層、柔性電極、多相介電層及柔性襯底形成一體結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括：

(1)本發(fā)明提供的具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器具有輕薄、柔軟等特點，可以被加工成多種形狀，具有可穿戴、可貼附的優(yōu)點；

(2)提供的具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器以多相材料為介電層，在施加的壓力的同時，實現(xiàn)微球的自由運動，介電層厚度d減小時，極板面積S和介電常數(shù)ε增大，從而達到對壓力較高靈敏度的響應，同時還具有高精度、高可靠性、長壽命等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一典型實施方案中一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一典型實施方案中具有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的柔性襯底的電鏡圖；

圖3是本發(fā)明一典型實施方案中空氣-微球雙相介電層的電鏡圖；

圖4是本發(fā)明一典型實施方案中一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器對不同壓力響應-恢復曲線圖；

附圖標記說明：1-柔性襯底；11-第二表面；12-第一表面；2-柔性電極；3-多相介電層；4-引線；5-倒金字塔微結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

鑒于現(xiàn)有技術中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術方案。如下將對該技術方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。

本發(fā)明提供了一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器，包括：

彼此相對設置的兩個柔性電極，所述兩個柔性電極彼此相對的兩個相對面中的至少一個上具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；

以及，多相介電層，分布于所述兩個柔性電極之間，所述多相介電層包括由復數(shù)個可自由移動的微球聚集形成的微球介電層以及填充所述微球介電層內(nèi)孔隙的空氣和/或柔性聚合物。

進一步的，所述柔性電極覆設在柔性襯底表面，并且至少一個所述柔性襯底的一側(cè)表面具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；優(yōu)選的，所述柔性電極共形沉積在相應柔性襯底的相應表面；優(yōu)選的，所述柔性襯底的厚度為20～100μm；優(yōu)選的，所述柔性襯底的材質(zhì)包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺和聚乙烯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述柔性電極上的微結(jié)構(gòu)包括復數(shù)個倒金字塔型凹下部；優(yōu)選的，所述倒金字塔型凹下部的底面長度為10～50μm，底面寬度為10～50μm，高度為7.06～35.31μm；優(yōu)選的，所述微球介電層中的至少部分微球分布于形成在所述柔性電極相對面的倒金字塔型凹下部內(nèi)。

進一步的，所述傳感器還包括柔性封裝層，所述柔性封裝層至少用于將所述微球介電層封裝于兩個柔性電極之間；優(yōu)選的，所述柔性封裝層形成于相互配合的兩個柔性襯底周緣部或者兩個柔性電極周緣部，并在兩個柔性襯底之間或者兩個柔性電極之間圍合形成一封裝空間，所述多相介電層分布于所述封裝空間內(nèi)；優(yōu)選的，所述柔性封裝層、柔性電極、多相介電層及柔性襯底形成一體結(jié)構(gòu)；優(yōu)選的，所述柔性封裝層的厚度為10～20μm；優(yōu)選的，所述柔性封裝層的材料包括二甲基硅氧烷、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述多相介電層的厚度為3～12μm；和/或，組成所述微球介電層的微球隨機堆積在所述柔性電極上；和/或，所述微球包括聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、聚二甲基硅氧烷微球、鈦酸鋇微球、鈦酸鋇/聚苯乙烯核殼微球、鈦酸鋇/二氧化硅核殼微球、鈦酸鋇/聚二甲基硅氧烷核殼微球中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此；和/或，所述微球的直徑為500nm～50μm；和/或，所述柔性聚合物包括聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述柔性電極的材質(zhì)包括碳納米管、銀納米線、金納米顆粒中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此；優(yōu)選的，所述柔性電極還與引線電連接；優(yōu)選的，所述引線包括導電無紡布、銅箔、漆包線和帶有壓敏膠粘劑的扁平銅箔膠帶中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

進一步的，所述具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器的厚度為50～200μm。

本發(fā)明還提供了一種上述具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器的制法，包括：

提供兩個柔性電極，至少一個所述柔性電極的所述相對面上具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；

在至少一個所述柔性電極的所述相對面上覆設多相介電材料，所述多相介電材料包括隨機堆積的復數(shù)個微球以及填充于該復數(shù)個微球之間的空氣和/或柔性聚合物；

將兩個柔性電極結(jié)合，使多相介電材料在兩個柔性電極之間形成多相介電層。

進一步的，所述制法還包括：

提供與所述兩個柔性電極相應的柔性襯底，至少一個所述柔性襯底與所述柔性電極相應的表面上具有由復數(shù)個凸起部和/或凹下部形成的微結(jié)構(gòu)；

在所述柔性襯底的相應表面覆設所述柔性電極，以使至少一個所述柔性電極的所述相對面上形成所述微結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述制法還包括：提供帶有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的模板，并通過二次覆形獲得表面具有由復數(shù)個倒金字塔型凹下部組成的微結(jié)構(gòu)的柔性襯底。

進一步的，所述制法還包括：至少通過噴涂、打印、熱蒸發(fā)中的任意一種方式在所述柔性襯底相應表面沉積形成所述柔性電極。

進一步的，所述制法還包括：至少通過粘貼、印刷、物理切割中的任意一種方式從所述柔性電極表面引出引線。

進一步的，所述制法還包括：至少通過旋涂、滴涂、噴涂、刮涂中的任意一種方式在所述柔性電極的相對面上堆積多相介電材料。

進一步的，所述制法具體包括：至少通過旋涂、滴涂、噴涂、刮涂中的任意一種方式將微球分散液施加在所述柔性電極的相對面上，之后干燥，形成所述多相介電材料；優(yōu)選的，所述微球分散液的濃度為0.25wt％～5wt％；優(yōu)選的，所述微球分散液還包含柔性聚合物。

在一些較為具體實施方案中，所述微球分散液的制備方法包括將微球分散在溶劑中，并在100W的功率下超聲分散20min，得到微球分散液；優(yōu)選的，所述溶劑包括乙醇。

進一步的，所述制法還包括：以柔性封裝層將所述微球介電層封裝于兩個柔性電極之間；優(yōu)選的，所述制法還包括：以柔性封裝材料涂覆相互配合的兩個柔性襯底周緣部或者兩個柔性電極周緣部并形成柔性封裝層，從而在兩個柔性襯底之間或者兩個柔性電極之間圍合形成一封裝空間，并使所述多相介電層分布于所述封裝空間內(nèi)；優(yōu)選的，所述柔性封裝層、柔性電極、多相介電層及柔性襯底形成一體結(jié)構(gòu)。

請參閱圖1，在一些較為具體的實施方案中，所述具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器，包括：

兩個柔性襯底1，每個所述柔性襯底1具有相背對設置的第一表面12和第二表面11；

兩個柔性電極2，分別設置于所述柔性襯底1的第一表面12，且每個柔性電極也具有相背對設置的第一表面和第二表面，所述柔性電極的第二表面與柔性襯底的第一表面12接觸；其中至少一個所述柔性電極2的第一表面具有由復數(shù)個倒金字塔微結(jié)構(gòu)5，且兩個柔性電極的第一表面相對設置；以及，多相介電層3，分布于所述的兩個柔性電極2之間，所述多相介電層3包括由復數(shù)個可自由移動的微球聚集形成的微球介電層以及填充所述微球介電層內(nèi)的孔隙的空氣和/或柔性聚合物。

在一些較為具體的實施方案中，所述多相介電層包括空氣/聚二甲基硅氧烷/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯-聚苯乙烯(PS)微球、空氣/聚二甲基硅氧烷/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯-二氧化硅微球、空氣/聚二甲基硅氧烷/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯-聚二甲基硅氧烷(PDMS)微球、空氣/聚二甲基硅氧烷/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯-鈦酸鋇微球、空氣/聚二甲基硅氧烷/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯-鈦酸鋇/聚苯乙烯(PS)核殼微球、空氣/聚二甲基硅氧烷/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯-鈦酸鋇/二氧化硅核殼微球、空氣-鈦酸鋇/聚二甲基硅氧烷(PDMS)核殼微球中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

為了實現(xiàn)傳感器的柔性與高靈敏度，我們選擇電容式結(jié)構(gòu)，制備具有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的柔性襯底，以空氣-微球為介電層，利用柔性襯底倒金字塔微結(jié)構(gòu)增加上下兩柔性電極的表面積，通過在其表面包覆具有更高介電常數(shù)的材料來提高介電常數(shù)，進而提高器件靈敏度，降低測量的最小壓力。通過控制柔性襯底厚度來實現(xiàn)超薄厚度器件，整個器件輕小靈巧有具有方便的優(yōu)點。

在本發(fā)明的一些較為具體的實施方案中涉及的一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)可如圖1所示，而其制備工藝可以包括：提供上下兩個具有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的柔性襯底，所述柔性納米電極通過熱蒸發(fā)、打印、噴涂的方式置于所述具有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的柔性襯底的第一表面，形成電極，并引出引線；將至少兩個柔性電極分別與所述多相介電層電性接觸，并使該至少兩個柔性電極間隔設置；在一些較為具體的實施方案中，將兩個覆蓋有空氣-微球兩相介電層的柔性襯底面對面疊加，獲得所述具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器。其中所述具有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的柔性襯底的制備方法包括：以具有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的硅片為模板，經(jīng)過二次覆形得到具有與硅片模板相同微結(jié)構(gòu)的柔性襯底。

制備具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器具體的講，本發(fā)明的該具體實施方案包括如下步驟：

S1、具有微結(jié)構(gòu)的柔性襯底的制備，具體包括：對硅片模板進行清洗和干燥；通過二次覆形得到具有倒金字塔微結(jié)構(gòu)的柔性襯底；

S2、對單壁碳納米管進行退火、純化和超聲分散，制備SWNTs/DMF(N，N-二甲基甲酰胺)溶液，將得到的SWNTs/DMF溶液通過噴涂的方式置于所述柔性襯底上，形成柔性電極，并分別引出引線；

S3、在步驟S2中制得的柔性電極上噴涂聚苯乙烯(PS)微球/乙醇溶液，然后通過烘干、自然晾干等方式去除乙醇溶劑，進而形成空氣-聚苯乙烯(PS)微球兩相介電層，且所述聚苯乙烯微球的直徑為500nm，且空氣-微球兩相介電層的厚度為3-12μm，可參閱圖3所示；

S4、將上下兩片結(jié)構(gòu)完全一致的柔性襯底第一表面對面疊加；

S5、在所述柔性襯底的第一表面邊緣和所述柔性電極的局部表面涂覆生物相容性材料而形成柔性封裝層，并使所述柔性封裝層、柔性電極、多相介電層及柔性襯底形成一體結(jié)構(gòu)，制備具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器。

優(yōu)選的，前述步驟S1中，聚二甲基硅氧烷預聚體與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為10∶1，攪拌時間為20分鐘，固化溫度為70～120℃，固化時間為1～5小時，二次覆形得到的柔性襯底厚度為20-300μm；

優(yōu)選的，前述步驟S2中SWNTs/DMF溶液濃度為0.05g/L，超聲功率為150～400W，超聲時間為1～3h；

優(yōu)選的，前述步驟S1、S5中柔性襯底和柔性封裝層1均具有良好的透氣、透水及生物相容性；

優(yōu)選的，前述步驟S3、S5中電極的材質(zhì)也可如前文所述；

優(yōu)選的，前述步驟S5中具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器可以貼敷在手指和皮膚上，用于檢測各種手勢和微小力。

本發(fā)明的一些具體實施方案中，介電層具有多相結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)在施加壓力的同時，材料中空氣-微球的存在，微球的自由的運動，介電層厚度d減小的同時，極板面積S和介電常數(shù)ε增大，從而達到對壓力較高靈敏度的響應，所以具有較高的壓力響應性能。

本發(fā)明的一些具體實施方案中，所采用的制備方法具有原料廉價、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，特別是可以通過調(diào)節(jié)柔性襯底微結(jié)構(gòu)的大小，介電層的種類和厚度、微球的直徑來調(diào)控傳感器的靈敏度，獲得高精度、高可靠性、長壽命的電容式壓力傳感器，克服了現(xiàn)有電容式壓力傳感器單相介電層、穩(wěn)定性和可靠性不好、靈敏度低、最低檢測限高等缺陷。

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?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(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。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，對于本領域普通技術人員來講，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。

實施例1

稱取10g聚二甲基硅氧烷預聚體和1g交聯(lián)劑，攪拌20min，除氣泡，以硅片為模板，旋涂，固化，二次覆形得到具有倒金字塔的柔性襯底。

實施例2

在柔性襯底上噴涂0.05g/L的SWNTs/DMF溶液，在80-150℃下除去溶劑，得到柔性電極，并引出引線。在上述柔性襯底上噴涂PS/乙醇溶液，除去乙醇溶劑，得到厚度為3-12μm的空氣-微球的多相介電層；將上下兩片柔性襯底面對面疊加，并于柔性襯底邊緣涂覆具有生物相容性的柔性封裝層，制備具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器。結(jié)果表明微球間存在大量空氣，有利于介電層中空氣與微球兩相的相互轉(zhuǎn)化，從而達到介電常數(shù)的變化，以此提高傳感器的靈敏度。在此基礎上，通過在柔性襯底表面表面引出兩條電極，及在柔性襯底邊緣涂覆具有良好的生物相容性的材料(如硅膠)，形成封裝層后使各部分融為一體，就組裝得到一種具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器(參閱圖1所示)。考察所組裝電容式柔性傳感器對壓力響應性能，結(jié)果如圖4所示，表明柔性器件對壓力具有良好的響應性能。

實施例3

采用實施例1中的柔性襯底的制備方法制備微結(jié)構(gòu)化的柔性襯底，通過熱蒸發(fā)在柔性襯底上沉積一層金電極，并引出引線。在上述柔性襯底上噴涂PS/乙醇溶液，除去乙醇溶劑，得到厚度為3～12μm的空氣-PS微球的兩相介電層。將上下兩片柔性襯底面對面疊加，并于柔性襯底邊緣涂覆具有生物相容性的柔性封裝層，制備具有微結(jié)構(gòu)化的多相介電層電容式壓力傳感器。

本實施例的傳感器輕薄柔軟，可以被加工成多種形狀，具有可穿戴、可貼附的優(yōu)點，能實現(xiàn)只對濕度具有較高靈敏度的單一性響應，且其制備方法具有原料廉價、工藝簡單、易規(guī)?；膬?yōu)點。

應當理解，上述實施例僅為說明本發(fā)明的技術構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。