[發明專利]一種基于荷葉微棘突/MXene復合結構的仿生柔性壓力傳感器

有效

• 申請號: 201910664135.0
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110501095B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 盧紅亮;趙學峰;杭成洲;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;王潔平

1.一種基于荷葉微棘突/MXene復合結構的仿生柔性壓力傳感器，其特征在于，其包括自上而下組裝的上基板、導電填料層和下基板；所述上基板為壓力感知層，其為帶有荷葉表面微棘突結構的聚二甲基硅氧烷板；導電填料層為壓力處理層，其為多層Ti₂C-MXene薄膜；下基板為信號輸出層，其采用柔性電極，用于支撐保護Ti₂C-MXene薄膜及輸出壓力信號轉化的電信號。

2.根據權利要求1所述的仿生柔性壓力傳感器，其特征在于，聚二甲基硅氧烷板中的荷葉表面微棘突結構呈高斯隨機分布。

3.根據權利要求1所述的仿生柔性壓力傳感器，其特征在于，帶有荷葉表面微棘突結構的聚二甲基硅氧烷板是以荷葉為基礎，經過兩次軟光刻倒模工藝制備得到的；具體步驟如下：

a.將新鮮荷葉切成長方形、洗滌、氮氣吹干，用雙面膠帶將荷葉固定在硅片襯底上；

b. 第一次倒模：首先以質量比為5:1的PDMS預聚物和固化劑配制PDMS旋涂液，并在真空干燥箱中室溫條件下進行脫氣處理；然后將PDMS旋涂液在粘有荷葉的硅片上勻膠旋涂，再在真空干燥箱中70℃的溫度下固化1h； 最后將固化后的具有荷葉表面相反微結構的PDMS剝離，作為第二次成型模板；

c. 第二次倒模：倒模工藝同步驟b，區別在于，其采用質量比為10:1的PDMS預聚物和固化劑配制PDMS旋涂液；最后將固化PDMS從粘有荷葉的硅片上剝離，即得到帶有荷葉表面微棘突結構的聚二甲基硅氧烷板。

4.根據權利要求1所述的仿生柔性壓力傳感器，其特征在于，所述多層Ti₂C-MXene薄膜是通過鹽酸和氟化鋰選擇性刻蝕前驅體Ti₂AlC-MAX粉末制備獲得的。

5.根據權利要求1所述的仿生柔性壓力傳感器，其特征在于，所述柔性電極為商用聚酰亞胺PI基叉指電極。

6.根據權利要求1所述的仿生柔性壓力傳感器，其特征在于，其為壓阻式壓力傳感器。