[發(fā)明專利]一種同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911038761.5
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN110987260B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳從義;曾大文;唐興;王曉夏
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢鉑納智感科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 宋敏

1.一種同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚，其特征在于：包括下基底(1)，上基底(4)，電極(2)以及敏感材料(3)；

導(dǎo)電的所述電極(2)設(shè)于所述下基底(1)上；

所述敏感材料(3)設(shè)于所述電極(2)上，所述敏感材料為柔性附著層上生長的氣敏材料，用于同時檢測壓力和氣敏；所述柔性附著層為無塵布，所述氣敏材料為氧化錫；

所述上基底(4)設(shè)于所述敏感材料(3)上；

該電子皮膚在一個數(shù)據(jù)信號中同時感知壓力刺激和氣敏刺激；

所述的同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚，采用如下方法進行制備，包括以下步驟：

S1、無塵布的前處理：先用乙醇超聲5-30分鐘，再用去離子水超聲5-30分鐘，再用乙醇超聲5-30分鐘，40-80℃烘干；

S2、合成前SnCl₂的處理，稱取SnCl₂·2H₂O溶解于蒸餾水中配成濃度為0.05ml/L的溶液,向其中加入NaOH，其與SnCl₂的摩爾比為4:1，在室溫下經(jīng)磁力攪拌20分鐘充分混合；

S3、合成過程：室溫下將配好的溶液倒入反應(yīng)釜中，再將無塵布放入反應(yīng)溶液中，再在180℃反應(yīng)12-24小時；

S4、后處理：然后，取出無塵布用1M鹽酸溶液和乙醇各清洗3次，并于40-80℃烘箱中烘干；

S5、安裝過程：最后，由下至上依次安裝所述電子皮膚的各組件，組成傳感器。

2.如權(quán)利要求1所述的同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚，其特征在于：所述無塵布置換為包括PDMS、柔性無機材料、柔性高分子材料之一的其他柔性材料。

3.如權(quán)利要求1所述的同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚，其特征在于：所述下基底(1)為透氣無紡膠布，其粘接面朝上；

或者所述下基底(1)是包括棉布、滌綸布、剛性網(wǎng)之一或其組合的、不影響傳感器功能的其他透氣材料。

4.如權(quán)利要求1所述的同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚，其特征在于：所述電極(2)為導(dǎo)電膠布，其粘接面朝下；

或者所述電極是包括金、鉑、銀、鎳、銅、碳納米管、石墨烯任意組合成的高導(dǎo)電性的復(fù)合材料。

5.如權(quán)利要求1所述的同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚，其特征在于：所述上基底(4)為薄紗布；

或者所述上基底(4)是包括棉布、滌綸布、剛性網(wǎng)之一或其組合的、不影響傳感器功能的其他透氣材料。

6.一種同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、無塵布的前處理：先用乙醇超聲5-30分鐘，再用去離子水超聲5-30分鐘，再用乙醇超聲5-30分鐘，40-80℃烘干；

S2、合成前SnCl₂的處理，稱取SnCl₂·2H₂O溶解于蒸餾水中配成濃度為0.05ml/L的溶液,向其中加入NaOH，其與SnCl₂的摩爾比為4:1，在室溫下經(jīng)磁力攪拌20分鐘充分混合；

S3、合成過程：室溫下將配好的溶液倒入反應(yīng)釜中，再將無塵布放入反應(yīng)溶液中，再在180℃反應(yīng)12-24小時；

S4、后處理：然后，取出無塵布用1M鹽酸溶液和乙醇各清洗3次，并于40-80℃烘箱中烘干；

S5、安裝過程：最后，由下至上依次安裝所述電子皮膚的各組件，組成傳感器；其中，所述電子皮膚包括下基底(1)，上基底(4)，電極(2)以及敏感材料(3)；導(dǎo)電的所述電極(2)設(shè)于所述下基底(1)上；所述敏感材料(3)設(shè)于所述電極(2)上，所述敏感材料為所制備的作為柔性附著層的無塵布上生長的作為氣敏材料的氧化錫，用于同時檢測壓力和氣敏；所述上基底(4)設(shè)于所述敏感材料(3)上；該電子皮膚在一個數(shù)據(jù)信號中同時感知壓力刺激和氣敏刺激。

7.如權(quán)利要求6所述的同時感知壓力與氣敏的柔性電子皮膚的制備方法，其特征在于：所述無塵布置換為包括PDMS、柔性無機材料、柔性高分子材料之一的其他柔性材料。