[發明專利]一種基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器的制備方法

在審

• 申請號: 201811091480.1
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109399556A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 韋會鴿;王暉;崔大鵬;李昂;袁碧玉
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B82Y15/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 韓曉梅

1.一種基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器的制備方法，其特征在于：所述方法對微納層及導電層進行構建：

微納層通過將設計好的微納圖案的菲林片與聚丙烯腈薄膜進行曝光、顯影處理得到具有微納結構的固化感光膠，而未受到保護區域用能溶解薄膜的N,N-二甲基甲酰胺進行半熔通刻蝕，再對其進行超聲處理，清除固化的感光膠，得到具有凹凸結構的薄膜；導電層則通過液相法將多壁碳納米管通過提拉方式附著在薄膜上，并采用兩兩相對進行器件組裝，得到基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器。

2.根據權利要求1所述的基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器的制備方法，其特征在于：步驟如下：

⑴透明PAN薄膜的制作；

⑵微納圖案化實現；

⑶碳納米管的分散；

⑷碳納米管的附著；

⑸傳感器的封裝。

3.根據權利要求2所述的基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟⑴中透明PAN薄膜的制作的具體步驟如下：

通過電子天平稱稱量0.5g、1g、1.5g、2g、3g、4g聚丙烯腈固體粉末，分別放入6個100mL燒杯中備用，粘貼標簽紙以示區別；在稱量好的聚丙烯腈燒杯中分別加入50ml的DMF溶液，并將溶液放于水浴鍋中進行水浴加熱，溫度設定為70℃，為保證DMF能完全充分溶解粉末，設定時間為1小時；將溶解后的淡黃色溶液，分別取15ml倒入12×12cm的玻璃板中，并將玻璃板置于通風櫥中進行加熱處理，為保證揮發速率和緩，設定加熱溫度為45℃，PAN溶液中的溶劑揮發，最終得到不同厚度的透明PAN薄膜。

4.根據權利要求2所述的基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟⑵微納圖案化實現的具體步驟如下：

將步驟⑴制得的透明PAN薄膜通過聚酰亞胺雙面膠帶黏附于2.5×8cm的玻璃片上；在黑暗環境中將玻璃片上涂覆一層感光膠，將涂覆的玻璃片放入設定溫度為65℃的干燥箱中進行干燥；將干燥后的薄膜與設計好的圖案化菲林片進行復合；對復合的菲林和薄膜進行曝光處理；將曝光后的薄膜在清水中進行沖洗，將清洗后具有固化感光膠的薄膜進行自然晾干；將得到的具有固化感光膠的薄膜進行DMF刻蝕，使用稀釋的DMF溶液在薄膜上涂覆，通過50℃加熱揮發，得到具有刻蝕深度及固化感光膠的薄膜；將具有刻蝕深度及固化感光膠的薄膜在超聲分散機中進行超聲處理，去除固化感光膠，得到微納結構的PAN薄膜。

5.根據權利要求4所述的基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器的制備方法，其特征在于：所述在黑暗環境中將玻璃片上涂覆一層感光膠中的感光膠的厚度為50±5μm；所述稀釋的DMF溶液的質量濃度為3％；所述超聲處理時間控制在1±0.2h。

6.根據權利要求2所述的基于印刷方式的柔性微納壓力傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟⑶碳納米管的分散的具體步驟如下：

用電子天平稱取5份不同質量的多壁碳納米管，其質量分別為0.1mg、0.2mg、0.3mg、0.4mg、0.5mg；用DMF溶液與稱取的5份多壁碳納米管粉末混合配置成濃度為0.1mg/ml、0.2mg/ml、0.3mg/ml、0.4mg/ml、0.5mg/ml的初始溶液；將配置好的溶液在磁力攪拌器上進行1h的初步攪拌分散；將攪拌好的溶液放入超聲分散機中進行12h的超聲分散，得到多壁碳納米管分散液，待用。