[發明專利]一種提高壓力電子傳感器靈敏度的柔性膜

在審

• 申請號: 201810529035.2
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108760144A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳慶;司文彬
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: G01L19/00
• 分類號: G01L19/00;G01L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于傳感器的技術領域，提供了一種提高壓力電子傳感器靈敏度的柔性膜。該壓力傳感器柔性膜包括兩層柔性導電復合薄膜，以及兩層柔性導電復合薄膜中的微球陣列。與傳統方法相比，本發明的柔性壓力傳感器膜，在兩層導電薄膜中間設置微球陣列的結構，有效提高了傳感器可承受彈性形變程度，可適應柔軟性和舒適性的要求，同時氧化鋅量子點穩定性好，與石墨烯的復合，顯著提高了制得的柔性壓力傳感器的靈敏度，在醫療健康、機器人、生物力學等領域有著廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于傳感器的技術領域，提供了一種提高壓力電子傳感器靈敏度的柔性膜。

背景技術

壓力傳感器是能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。作為工業實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，已廣泛用于水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。

常規壓力傳感器作為采集控制點壓力數據的專用器件 , 常用的壓力傳感器種類繁多，按敏感機理不同主要分為壓阻式、壓電式、電容式、光傳感器式、磁傳感式、超生傳感式和機械傳感式等。理想的壓力傳感器，應該具有成本低廉、制備簡單和耐用性強等特點。但是常規壓力傳感器大都基于硬性的支撐襯底，不適用于大面積或不規則表面的壓力檢測，存在加工成本高、流程復雜等問題。

近年來，柔性壓力傳感器的發展受到關注。柔性壓力傳感器是一種用于感知物體表面作用力大小的柔性電子器件，能貼附于各種不規則物體表面，在醫療健康、機器人、生物力學等領域有著廣泛的應用前景。隨著科學技術的發展，柔性壓力傳感器能否兼具柔韌性和準確測量壓力分布信息等功能成為人們關注的焦點。由于微結構不僅能夠提高傳感器的靈敏度，還能更快地恢復傳感器的彈性形變，具備快速響應能力。因此，構建微結構是提高柔性壓力傳感器綜合性能的有效途徑，成為學術界和工業界的關注重點。

目前國內外在壓力傳感器制備技術，尤其是柔性壓力傳感器方面已取得了一定成效。其中聶萌等人發明了一種具有高靈敏度的柔性壓阻式壓力傳感器及其制備方法（中國發明專利申請號201510624235.2），該壓力傳感器包括柔性襯底、金屬電極、網格狀的石墨烯薄膜層；金屬電極固定連接在柔性襯底頂面的兩端，石墨烯薄膜層覆蓋并連接在柔性襯底和部分金屬電極上；該壓力傳感器不僅具有襯底可彎曲變形的優點，還具有很高的靈敏度，能夠廣泛使用于生物醫學和可穿戴設備等領域。另外，潘力佳等人發明了一種高靈敏度電容型柔性壓力傳感器（中國發明專利申請號201710042874.7），該柔性壓力傳感器具有多層次微結構材料，附著于多層次微結構材料表面上為電容器上電極、電介質材料和電介質材料下表面的電容器下電極；多層次微結構材料和電介質材料平面平行疊合；多層次微結構材料，多層次微結構材料為如下結構：縱截面的形狀為面分布且排列的若干金字塔形或邊緣平滑的類金字塔形、半球形、橢球形、圓錐形、V字形形狀；多層次微結構材料采用聚合物彈性材料。

可見，現有技術中的壓力傳感器大多以硅或陶瓷為襯底，硬度很高，適用于傳統的手機、汽車的電子產品，卻不能適應滿足醫療健康市場對柔軟性與舒適性的要求，而現有少數柔性壓力傳感器，大多需要電路連接，使用不便且靈敏度不高，限制了其發展應用。

發明內容

針對這種情況，我們提出一種提高壓力電子傳感器靈敏度的柔性膜，有效提高了氧化鋅量子點的穩定性，同時提高了柔性壓力傳感器的靈敏度。

為實現上述目的，本發明涉及的具體技術方案如下：

一種提高壓力電子傳感器靈敏度的柔性膜，所述柔性膜包括兩層柔性導電復合薄膜，以及兩層柔性導電復合薄膜中的微球陣列、。

優選的，所述柔性導電復合薄膜是由聚苯胺和聚二甲基硅氧烷的混合物組成。