[發明專利]一種聲音敏感的復合柔性電阻膜及其制備方法以及聲音傳感器

在審

• 申請號: 201811056726.1
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109134898A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 慕春紅;宋遠強;廖穎晴;黃武桐;彭自如
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J7/06;C08L83/04;G01H11/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊;郭艷艷

本發明提供了一種聲音敏感的復合柔性電阻膜及其制備方法以及聲音傳感器，該復合柔性電阻膜包括以下重量份的組分：石墨烯0.2～1份、碳納米管0.2～1份、PDMS預聚物15～20份、溶劑100～1000份和固化劑1.5～2份，通過將PDMS預聚體和固化劑攪拌均勻后涂抹在硅基板上，然后將硅基板固化，制得PDMS膜，再將石墨烯、碳納米管加入到溶劑中，經過剪切攪拌、超聲分散后制成分散液，最后將PDMS膜層放入分散液里浸泡烘干，制得。該復合柔性電阻膜能夠實現對聲音高靈敏度的傳感，使用該電阻膜可用來制備聲音高度敏感的傳感器，該傳感器具有良好的超疏水性，能夠防止外界濕度環境造成傳感器對聲音的靈敏度下降。

技術領域

本發明涉及電子材料技術領域，具體涉及一種聲音敏感的復合柔性電阻膜及其制備方法以及聲音傳感器。

背景技術

傳感器技術是當今電子元器件技術的核心技術之一。長期以來，作為提取關鍵信息的傳感器，其已在軍事、航空航天、民用、工業等領域得到廣泛的應用。隨著半導體技術和信息技術的發展，傳感器向小型化、多功能化發展。另一方面，隨著信息技術向智能化、仿生化發展，傳感器出現了新的應用場景，從而對傳感器的柔性化、可穿戴等提出新的要求。現階段，具有壓力、溫度等傳感功能的可穿戴、柔性傳感器已得到廣泛研究，并且在仿生機器人、便攜式醫療設備等領域得到廣泛應用。為了更好地實現仿生電子傳感器的應用，除了需要對壓力、溫度、濕度進行響應外，還需要柔性傳感器對聲音進行響應。但是目前為止，具有柔性化的聲音傳感器在技術上還沒有實現。

發明內容

為了彌補現有復合柔性電阻膜在聲音傳感方面應用的空缺，本發明的第一個目的在于提供了一種聲音敏感的復合柔性電阻膜，其具有多孔的結構，能夠通過聲音的波動來產生電阻的變化進而實現對聲音的傳感功能。

本發明的第二個目的在于提供一種聲音敏感的復合柔性電阻膜的制備方法，其工藝簡單，制得的復合柔性電阻膜能夠實現對聲音高靈敏度的傳感。

本發明的第三個目的在于提供一種聲音高度敏感的傳感器，傳感器具有良好的超疏水性，能夠防止外界濕度環境造成傳感器對聲音的靈敏度下降。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種聲音敏感的復合柔性電阻膜，包括以下重量份的組分：石墨烯0.2～1份、碳納米管0.2～1份、PDMS預聚物15～20份、溶劑100～1000份和固化劑1.5～2份。

進一步地，包括以下重量份的組分：石墨烯0.2份、碳納米管0.2份、PDMS預聚物15份、溶劑100份和固化劑1.5份。

進一步地，固化劑為二甲基甲基氫硅氧烷、三甲基羥基硅烷、烷氧基硅烷和羥基硅烷中的至少一種，溶劑為N,N二甲基甲酰胺。

進一步地，上述的聲音敏感的復合柔性電阻膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將PDMS預聚體和固化劑攪拌均勻，將該混合物均勻的涂抹在含有不同孔徑大小的多孔陣列結構的硅基板上，然后進行固化，將固化后的PDMS膜從基板上揭下來，即得到不同孔徑大小的PDMS膜層；

(2)將石墨烯、碳納米管加入到溶劑中，依次經過剪切攪拌、超聲分散，制得均勻分散液；

(3)將步驟(1)制得的PDMS膜層放入步驟(2)制得的分散液里浸泡，然后取出烘干，制得。

進一步地，步驟(1)中的多孔陣列硅基板上的孔徑大小為10-100微米。

進一步地，步驟(1)中的固化條件為：在100℃～120℃下，固化30-120分鐘。

進一步地，步驟(2)中的攪拌時間為30-60分鐘，超聲分散時間為60-120分鐘。

進一步地，步驟(3)中PDMS膜層進行浸泡、烘干操作的次數為4-6次。