[發明專利]柔性仿生電子皮膚及其制備方法

有效

• 申請號: 201810737241.2
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108896219B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 馮雪;韓志遠;馬寅佶;陳穎
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L9/04;A61L27/60
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種柔性仿生電子皮膚，其特征在于，包括：

壓阻層；

薄膜電極；

所述壓阻層至少部分地具有多孔結構，

所述壓阻層與薄膜電極接觸，并且，

在所述壓阻層與所述薄膜電極接觸界面區域的所述壓阻層中至少部分地具有填充區域，所述填充區域中含有彈性體；

其中，通過所述薄膜電極對所述壓阻層的阻值進行檢測，根據檢測結果確定所述柔性仿生電子皮膚所受到的力的大小；

所述壓阻層包括三維碳納米纖維材料，所述三維碳納米纖維材料通過靜電紡絲的方法制備得到。

2.根據權利要求1所述的柔性仿生電子皮膚，其特征在于，在垂直于所述柔性仿生電子皮膚的方向上，設所述填充區域的最大長度為H₂，設所述壓阻層的最大長度為H₁，則存在如下關系：

H₁≥1.5H₂。

3.根據權利要求1或2所述的柔性仿生電子皮膚，其特征在于，所述三維碳納米纖維材料的孔徑為8-22μm，孔隙率為80-95％，密度為3-4kg/m³。

4.根據權利要求1或2所述的柔性仿生電子皮膚，其特征在于，所述彈性體源自于硅橡膠、硅氧烷和熱塑性彈性體中的一種或兩種以上的組合。

5.根據權利要求4所述的柔性仿生電子皮膚，其特征在于，所述薄膜電極為柔性薄膜電極。

6.根據權利要求5所述的柔性仿生電子皮膚，其特征在于，所述薄膜電極為碳納米管薄膜電極或石墨烯薄膜電極。

7.根據權利要求1或2所述的柔性仿生電子皮膚，其特征在于，所述薄膜電極包括第一薄膜電極和第二薄膜電極，所述第一薄膜電極和所述第二薄膜電極在同一平面內。

8.一種柔性仿生電子皮膚的制備方法，其特征在于，包括：

壓阻層與薄膜電極相連接的步驟；

在所述壓阻層一側形成填充區域的步驟；

其中，所述壓阻層一側的填充區域與所述薄膜電極臨近，

所述壓阻層至少部分地具有多孔結構，并且，所述填充區域中含有彈性體；

所述壓阻層包括三維碳納米纖維材料，所述三維碳納米纖維材料通過靜電紡絲的方法制備得到。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

將所述壓阻層與所述薄膜電極相連接，將彈性體溶液澆筑于所述壓阻層與薄膜電極連接處周圍的至少一部分，使得壓阻層的一部分由所述彈性體溶液浸潤，形成所述填充區域；

將所述填充區域至少部分地固化。

10.根據權利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，所述壓阻層與所述薄膜電極使用導電膠粘劑進行連接。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述導電膠粘劑包括銀系導電膠、金系導電膠、銅系導電膠和炭系導電膠中的一種或兩種以上的組合。

12.根據權利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，所述彈性體溶液的瞬時黏度為2000-4000cps。