[發(fā)明專利]含直線誘導(dǎo)的裂紋的高靈敏度傳感器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680069974.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108291797B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔瑢桓;李泰珉;李建熙;崔萬(wàn)秀;姜大植;拜特洛·皮其特撒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 多次元能源系統(tǒng)研究集團(tuán);首爾大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號(hào): G01B7/16
• 分類號(hào): G01B7/16;G01L1/20;G01L5/00;A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

1.一種高靈敏度傳感器，包括：

柔性支撐件，所述柔性支撐件具有形成在其中的孔圖案；和

導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜形成在所述支撐件的至少一個(gè)表面上，

其中，所述導(dǎo)電薄膜包括線性誘導(dǎo)的裂紋，所述線性誘導(dǎo)的裂紋具有與所述表面的至少一部分相接觸并且彼此面對(duì)面的裂紋面，

其中，所述裂紋面是由形成在所述柔性支撐件上的規(guī)則的孔圖案線性誘導(dǎo)的，

其中，所述高靈敏度傳感器通過(guò)測(cè)量所述裂紋面因外部物理刺激進(jìn)行移動(dòng)從而使接觸面積變化、或者短路或再接觸所引起的電變化，來(lái)測(cè)量外部刺激。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，在所述裂紋面上，由外力引起的應(yīng)力集中在相鄰的孔之間，從而沿孔圖案在以直線形態(tài)誘導(dǎo)裂紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述裂紋面被設(shè)置在相鄰的孔之間，并且所述裂紋面的長(zhǎng)度G相對(duì)于直線P具有60％以上的長(zhǎng)度，所述直線P連接所述裂紋面所在的相鄰孔的中心。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，施加在所述裂紋面上的外力的角度施加在相對(duì)于所述裂紋面形成90°或45°的方向上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，在7~10 kPa范圍的壓力下，具有2×10⁴以上的靈敏度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述孔圖案的形狀是由具有與四個(gè)弧結(jié)合的四個(gè)頂點(diǎn)的曲線或十字形構(gòu)成的菱形形狀。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述柔性支撐件可以是選自由聚氨酯丙烯酸酯（PUA）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）組成的組中的任一種或其組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述導(dǎo)電薄膜可以是選自由Au、Ag、Pt、Cu、Cr、Pt組成的組中的任一種或其組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述裂紋是納米級(jí)的細(xì)裂紋。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述裂紋的電短路或開(kāi)裂通過(guò)外部刺激發(fā)生，從而改變所述導(dǎo)電薄膜的電阻值。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述外部刺激是拉伸或壓力或其組合。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述導(dǎo)電薄膜具有0.1 nm至1 μm的厚度。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器，其中，所述高靈敏度傳感器的柔性能彎曲至1 mm以上的最小半徑。

14.一種壓力傳感器，包括權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的高靈敏度傳感器。

15.一種應(yīng)變傳感器，包括權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的高靈敏度傳感器。

16.壓力和應(yīng)變傳感器，包括權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的高靈敏度傳感器。

17.一種人造皮膚，包括權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的高靈敏度傳感器。

18.一種制造權(quán)利要求1所述的高靈敏度傳感器的方法，包括：

在柔性支撐件中形成規(guī)則的孔圖案；

在所述柔性支撐件的至少一個(gè)表面上形成導(dǎo)電薄膜；及

拉伸所述導(dǎo)電薄膜，以在直線上誘導(dǎo)裂紋。