一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法

本发明涉及柔性传感器制备，具体来说涉及一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法。

背景技术：

1、本发明涉及柔性传感器技术领域，近十年来，柔性传感技术由于其在人工皮肤和生物医学领域的应用而受到越来越多的关注，而柔性压阻式传感器由于其在稳定性和耐用性方面的优势，已成为目前应用最广泛的柔性传感器之一。

2、柔性传感器通常用于人体活动数据的采集，其工作范围在10-120kpa之间，因此必须具有高灵敏度、较大的线宽范围、良好的弯曲稳定性，以及在复杂工作条件下具有良好的过载性能。现有的柔性传感器的制备方法主要是mems方法，其加工成本高，对可穿戴设备的普及产生了不利影响。因此，探索具有高灵敏度、长线宽、高稳定性、低成本的柔性压阻式传感器及其制备方法已成为一个迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，包括以下步骤：

4、s1:采用磁力搅拌器将pdms前驱体溶液和交联剂混合得到基底层溶液；

5、s2:在紫铜模具表面紧密放置直径相同的钢球，经模压机压制后得到表面具有微球阵列的紫铜模具；

6、s3:采用旋涂机将基底层溶液旋涂于紫铜模具表面，烘干后得到基底层；

7、s4:采用超声振动将羧化mwcnt粉末和有机溶剂dmf混合后得到dmf的羧化mwcnt均质分散体，使用磁力搅拌器将pi粉末溶解在分散体中获得导电层溶液；

8、s5:采用旋涂机将导电层溶液旋涂于基底层，烘干后得到复合导电薄膜；

9、s6:重复上述过程，制备两片复合导电薄膜，并用聚丙烯胶带进行结构密封，得到柔性压阻式传感器。

10、进一步的，所述基底层溶液由pdms前驱体和交联剂以质量比为10：1，在磁力搅拌机中保持温度在80℃下1h、然后在120℃下2h搅拌后得到。

11、进一步的，所述基底层是由基底层溶液在旋涂机中以1000r/min保持60s旋涂于紫铜模具，并在200℃下干燥1h脱模后得到。

12、进一步的，所述dmf的羧化mwcnt均质分散体由羧化mwcnt粉末和有机溶剂dmf以质量比为10：37、温度为40℃、频率为40khz下超声振动两小时得到。

13、进一步的，所述导电层溶液是由pi粉末与羧基化的mwcnt均匀分散体以质量比为3：4，在磁力搅拌机中室温下2h搅拌后得到。

14、进一步的，所述复合导电薄膜是由导电层溶液在旋涂机中以800r/min保持20s并以3000 r/min保持15秒旋涂于基底层，并在室温下干燥3小时得到。

15、借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

16、本发明提供一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，采用多点压印的方法制备紫铜模具，通过控制压力，便可获得具有不同弦高比的微球阵列，弦高比指微球突出高度与微球直径的比值，同时结合旋转涂层的方法，可以方便、经济地获得高一致性的微球阵列结构，为制备具有高灵敏度、长线宽、高稳定性的柔性压阻式传感器提供了新的方法。

17、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够清楚的了解本发明的技术手段，并可按照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，其特征在于，所述基底层溶液由pdms前驱体和交联剂以质量比为10：1，在磁力搅拌机中保持温度在80℃下1h、然后在120℃下2h搅拌后得到。

3.根据权利要求1所述的一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，其特征在于，所述基底层是由基底层溶液在旋涂机中以1000r/min保持60s旋涂于紫铜模具，并在200℃下干燥1h脱模后得到。

4.根据权利要求1所述的一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，其特征在于， 所述dmf的羧化mwcnt均质分散体由羧化mwcnt粉末和有机溶剂dmf以质量比为10：37、温度为40℃、频率为40khz下超声振动两小时得到。

5.根据权利要求1所述的一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，其特征在于，所述导电层溶液是由pi粉末与羧基化的mwcnt均匀分散体以质量比为3：4，在磁力搅拌机中室温下2h搅拌后得到。

6.根据权利要求1所述的一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，其特征在于，所述复合导电薄膜是由导电层溶液在旋涂机中以800r/min保持20s并以3000 r/min保持15s旋涂于基底层，并在室温下干燥3小时得到。

技术总结本发明提供了一种带有微球阵列的柔性压阻式传感器的制备方法，该柔性传感器由上下两片复合导电薄膜组成，复合导电薄膜主要包含了基底层与导电层，制备步骤如下：S1:采用磁力搅拌器获得基底层溶液；S2:采用模压机压制表面具有微球阵列的紫铜模具；S3:采用旋涂机将基底层溶液涂覆在模具表面，烘干后获得基底层；S4:采用超声振动和磁力搅拌获得导电层溶液；S5:采用旋涂机将导电层溶液旋涂于基底层，烘干后得到复合导电薄膜；S6:采用聚丙烯胶带进行结构密封，得到柔性压阻式传感器。该方法制备的柔性压阻式传感器有较高的弯曲稳定性和灵敏度以及较宽的线宽范围，能够有效、快速地实现不同强度、不同频率的信号感知。技术研发人员：孙汝千,孟晓宇,解加庆,庞浩然,高壹点受保护的技术使用者：西北农林科技大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17