[發明專利]一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法

有效

• 申請號: 201811511149.0
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109752029B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 謝麗萍;曾何德樂
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

1.一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)通過折疊紙模板法對紙基進行處理，使所述紙基表面形成親疏水圖案；所述折疊紙模板法為在紙模板切割成折疊的鏤空的圖案后，在所述紙模板上涂抹阻隔材料，將可制備紙基的材料放入所述折疊紙模板的中間，形成三明治結構，所述折疊紙模板上的阻隔材料通過接觸紙基的制備材料后，所述阻隔材料滲透到紙基的制備材料上，進而在制備出的所述紙基上形成親疏水圖案；

(2)將導電材料填充到所述親疏水圖案上的親水區域內，使所述導電材料在所述紙基表面形成導電層，并在所述導電層邊緣連接外部引線形成外部接口，用第一封裝層將所述紙基、導電層及部分外部引線進行封裝，形成單片電極板；

(3)將兩個所述單片電極板的靠近導電層的一面進行相向貼合，形成雙片電極板，再通過第二封裝層將所述雙片電極板的表面進行封裝，得到電容型柔性傳感器。

2.根據權利要求1所述的一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，所述將導電材料加到紙基的親水區域的方法為移液器滴加、3D打印法、印章法和噴墨打印中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，所述紙基上形成導電層的圖案為橢圓形、圓形、矩形、星形、三角形、五邊形、六邊形、箭頭形或半月形的基礎圖形，或為貝塞爾曲線、Peano、Hilbert、Moore和Greek cross曲線的分形曲線中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，所述第一封裝層和第二封裝層均為柔性材料制備而成，所述柔性材料包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨基甲酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯腈、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚偏氟乙酸、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚醚酰亞胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚氯乙烯中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，所述紙基為紙張類材料或/和含有微結構的生物材料制備而成，所述紙基的紙張類材料包括面巾紙、硝基纖維素膜、定性濾紙、層析紙、打印紙、吸水紙、牛皮紙、纖維素-碳納米管復合紙、纖維-銀油墨復合紙、繪圖紙中的一種或幾種，所述紙基的含有微結構的生物材料包括PET膜、納米纖維基、棉布、絲巾、天然橡膠薄膜中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，所述導電層材料包括金屬材料、金屬氧化物、液態金屬合金、無機半導體、有機導電高分子材料和碳素材料中的一種或幾種；所述碳素材料包括且不限于石墨烯薄膜、石墨烯墻、石墨烯微片、氧化石墨烯、石墨烷、石墨、炭黑、碳納米管、碳納米線；所述金屬材料包括且不限于銀納米線、鉑納米線、金納米線、氧化鋅納米線、銀納米粒子、銅納米線、單原子層鍺烯、雙原子層鍺烯；所述金屬氧化物包括且不限于氧化銦錫、氧化氟錫、氧化鋁鋅；無機半導體包括且不限于硅、鍺、碲化鎘；所述液態金屬合金包括且不限于鎵銦錫合金；所述有機導電高分子材料包括且不限于聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯。

7.根據權利要求1所述的一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，所述外部引線為Cu、Au、Pt、Al、Ag、Ni、Pd、Ru中的純金屬或合金制成的導線或導帶。

8.根據權利要求1所述的一種紙基電容型柔性傳感器的制備方法，其特征在于，所述紙基、第一封裝層及第二封裝層厚度為0.001-5mm，面積為0.1-100cm²，所述導電層厚度為0.001-5mm，面積為0.1-100cm²，所述外部引線直徑為0.1-5mm。