[發明專利]利用印章轉移制備碳納米管導電薄膜的方法及高靈敏度應變傳感器

在審

• 申請號: 201811558743.5
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109817383A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 桂許春;張子安;梁秉豪;湯子康
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;G01B7/16
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 張玲春

本發明公開了一種利用印章轉移制備碳納米管導電薄膜的方法及高靈敏度應變傳感器，是碳納米管和柔性透明材料的復合結構。首先通過可控的印章轉移法在柔性透明基底上制備碳納米管薄膜，然后在透明碳納米管導電薄膜兩端鍍上電極，形成高靈敏度的碳納米管應變傳感器。碳納米管薄膜的面積、電導率和光透過率都是均勻、可控的。本發明實現了一種基于碳納米管薄膜的高靈敏度應變傳感器，并提供了碳納米管透明導電薄膜的印章轉移制備方法。該方法具有清潔、高效和低成本等優勢，在新型柔性電子器件及傳感器領域有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種碳納米管柔性透明導電薄膜的印章轉移制備工藝，屬于柔性電子器件技術領域，特別是涉及一種利用印章轉移制備碳納米管導電薄膜的方法及基于該薄膜的高靈敏度應變傳感器。

背景技術

近年來，隨著可穿戴智能電子設備的快速發展，柔性電子器件已經成為學術研究熱點之一。其中包括柔性顯示屏，柔性電池、柔性傳感器和電子皮膚等電子器件。其中，柔性電子皮膚可以模仿人體皮膚的多種功能，如力學探測和溫度探測等，在智能機器人和健康監測等領域有廣闊的應用前景。

應變傳感，是電子皮膚當中最必不可少的一項功能。應變傳感器能夠通過材料拉伸時電阻，電容等電學性能的變化，將拉力信號轉變為電信號，從而實現拉伸應變的探測。

目前，應變傳感器的研究重點在于如何制備高質量的透明導電薄膜。常規的透明導電薄膜制備方法通常需要使用大量的有機溶液(Lijun Lu,et al.A flexible andself-formed sandwich structure strain sensor based on AgNW decoratedelectrospun fibrous mats with excellent sensing capability and good oxidationinhibition properties[J].Journal of Materials Chemistry C,2017,5：7035；YinCheng,et al.A Stretchable and Highly Sensitive Graphene-Based Fiber forSensing Tensile Strain，Bending，and Torsion[J].Advanced Materials，2015，27(45):7365)，容易對環境造成污染。

同時，該類型的制備方法工藝復雜、成本高、單個器件制備時間長，不利于大規模生產應用。

但是，如何實現高靈敏度應變傳感器的大規模、高效、環保制備，是所屬領域技術人員急需解決的技術難題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用印章轉移制備碳納米管導電薄膜的方法，提供了該結構的高效、環保、大規模制備的方法，其可用于柔性電子皮膚、運動檢測以及健康監測等領域。

本發明的另一目的是提供一種基于該薄膜的高靈敏度應變傳感器，采用印章轉移制備高靈敏度應變傳感器可以避免使用有機溶液，單次合成的碳納米管塊體能夠制備上千個應變傳感器，可以大幅降低生產成本、制備時間以及環境污染。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種利用印章轉移制備碳納米管導電薄膜的方法，其包括以下步驟：

1)采用化學氣相沉積法制備碳納米管塊體；

2)以碳納米管塊體作為印章，在柔性透明基底上按壓印章；

3)移走印章，在柔性透明基底上得到碳納米管導電薄膜；

4)用紫外臭氧方法對碳納米管導電薄膜進行表面處理。

本發明利用印章轉移制備碳納米管導電薄膜的方法，步驟1)中，所述碳納米管塊體的厚度為1-100mm。