[發明專利]一種柔性傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201910395010.2
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110017923A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 劉宜偉;李法利;李潤偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: G01L1/20
• 分類號: G01L1/20;G01L1/22;C23C14/58;C23C14/20
• 代理公司: 寧波元為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33291
• 代理人: 趙興華

1.一種柔性傳感器，其特征是：包括柔性基底、電極、液態金屬薄膜，以及柔性封裝層；

液態金屬薄膜位于柔性基底上，由表面氧化的液態金屬顆粒組成；

柔性封裝層位于液態金屬薄膜表面；

電極位于柔性基底上，用于監測液態金屬薄膜一定區域間的電信號；

在外力作用下，電極之間的電阻由高電阻變化為低電阻，則判斷該外力為傷害性外力。

2.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：柔性基底材料包括PDMS、PU、PI、PET、PVC。

3.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：所述的液態金屬包括鎵(Ga)、鎵(Ga)-銦(In)合金、鎵(Ga)-銦(In)-錫(Sn)合金，以及過渡金屬、固態非金屬元素的一種或幾種摻雜的鎵、鎵銦合金、鎵銦錫合金。

4.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：所述的液態金屬薄膜中，表面氧化的液態金屬顆粒相互連接。

5.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：所述電極為柔性電極。

6.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：所述電極呈陣列分布。

7.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：所述的柔性封裝層材料包括PDMS、PU、PI、PET、PVC中的一種或幾種。

8.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：所述柔性封裝層材料采用具有改性自修復的柔性材料；

作為優選，所述柔性基底材料采用具有改性自修復的柔性材料。

9.如權利要求1所述的柔性傳感器，其特征是：電極之間的電阻為低電阻時，在電極兩端施加電壓，當電流超過一定閾值，電極之間的電阻恢復高阻態。

10.如權利要求1至9中任一權利要求所述的柔性傳感器的制備方法，其特征是：包括如下步驟：

(1)在柔性基底表面制備電極；

(2)將柔性基底置于腔體中，抽真空后采用物理氣相沉積技術，在柔性基底表面沉積液態金屬顆粒，然后使空氣進入腔體，液態金屬顆粒被氧化；

(3)在步驟(2)制得的液態金屬薄膜表面制備柔性封裝層。

11.如權利要求10所述的柔性傳感器的制備方法，其特征是：所述步驟(2)中，物理氣相沉積法包括電阻熱蒸發鍍膜技術、電子束蒸發鍍膜技術、磁控濺射鍍膜技術中的一種或者幾種。

12.如權利要求10所述的柔性傳感器的制備方法，其特征是：所述步驟(2)之后進行如下步驟(2-1)，然后進行步驟(3)：

(2-1)重復步驟(2)至少1次。

13.如權利要求12所述的柔性傳感器的制備方法，其特征是：通過調節步驟(2)以及步驟(2-1)中物理氣相沉積的參數，可調節電極之間的電阻。

14.如權利要求10所述的柔性傳感器的制備方法，其特征是：所述步驟(1)中，在柔性基底表面制備電極的方法包括印刷、涂覆、沉積。

15.如權利要求10所述的柔性傳感器的制備方法，其特征是：所述步驟(3)中，制備柔性封裝層的方法包括印刷、涂覆、沉積。