[發(fā)明專利]一種恒溫電子皮膚及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911346874.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111012545B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛彥超;向盛鑫;李星;蔣晨超;周文敏
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: A61F2/10
• 分類號: A61F2/10;A61F7/00;H02N1/04;C22C28/00
• 代理公司: 鄭州立格知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41126
• 代理人: 李紅衛(wèi)

本發(fā)明屬于電子皮膚技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種恒溫電子皮膚及其制備方法和應(yīng)用。本恒溫電子皮膚包括隔熱層、儲熱層和導(dǎo)熱層，隔熱層接觸連接儲熱層，儲熱層接觸連接導(dǎo)熱層，隔熱層為下端開口的凹槽結(jié)構(gòu)，儲熱層位于凹槽內(nèi)，導(dǎo)熱層覆蓋在隔熱層的下端面和儲熱層的下表面，隔熱層為隔熱硅膠，儲熱層為液態(tài)金屬，導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱硅膠。本發(fā)明提供的恒溫電子皮膚能維持溫度恒定，使用舒適度較好，其制備方法能夠?qū)⒁簯B(tài)金屬完全封裝在隔熱硅膠和導(dǎo)熱硅膠的內(nèi)部，防止液態(tài)金屬的泄露，使液態(tài)金屬可以實現(xiàn)恒溫吸收熱量。該恒溫電子皮膚不僅可以用于人體皮膚表面，還能夠作為摩擦納米發(fā)電機，用于設(shè)備供電和信號傳感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子皮膚技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種恒溫電子皮膚及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

電子皮膚是一種通過使用材料加工技術(shù)制造的類人體皮膚，目的是為了通過現(xiàn)代電子技術(shù)來實現(xiàn)對人體皮膚功能的模擬和拓展，傳統(tǒng)的電子皮膚技術(shù)側(cè)重于實現(xiàn)對人體皮膚觸覺和感知系統(tǒng)的模擬。傳統(tǒng)的電子皮膚不具有像人體皮膚一樣可以調(diào)控溫度的功能，傳統(tǒng)的電子皮膚貼附在人體皮膚表面，會隨著外界溫度以及皮膚自身的升溫而導(dǎo)致皮膚溫度的變化，將會影響電子皮膚的舒適度。傳統(tǒng)的電子皮膚一般是電容式的或者電阻式的，需要外接電源來實現(xiàn)電子皮膚對人體皮膚觸覺的模擬，從而實現(xiàn)傳感的功能。因此，需要設(shè)計一款能夠模擬人體皮膚調(diào)節(jié)溫度功能、并具有自供電傳感功能的電子皮膚。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠維持電子皮膚溫度恒定、使用舒適度較好的恒溫電子皮膚，同時提供其制備方法，該恒溫電子皮膚不僅可以用于人體皮膚表面，還能夠作為摩擦納米發(fā)電機。

基于上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種恒溫電子皮膚，包括隔熱層、儲熱層和導(dǎo)熱層，隔熱層接觸連接儲熱層，儲熱層接觸連接導(dǎo)熱層，隔熱層為下端開口的凹槽結(jié)構(gòu)，儲熱層位于凹槽內(nèi)，導(dǎo)熱層覆蓋在隔熱層的下端面和儲熱層的下表面。

進一步地，所述的隔熱層為隔熱硅膠。

進一步地，所述的儲熱層為液態(tài)金屬。

進一步地，所述的導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱硅膠。

進一步地，所述的儲熱層內(nèi)部緊固有銅線，銅線的另一端延長至隔熱層外部。

進一步地，所述的液態(tài)金屬為鎵銦錫的共晶合金，鎵、銦、錫的摻雜比例為9.5～9.6g∶0.1～0.2g∶0.1～0.2g。

一種恒溫電子皮膚的制備方法，所述的恒溫電子皮膚由以下步驟制得：

（1）向帶有凸板的模具中注入隔熱硅膠溶液，加熱使隔熱硅膠凝固，制成帶有凹槽的隔熱硅膠；

（2）向隔熱硅膠的凹槽內(nèi)注入呈液體狀態(tài)的液態(tài)金屬，并降溫使液態(tài)金屬凝固；

（3）使用導(dǎo)熱硅膠對液態(tài)金屬進行封裝。

一種恒溫電子皮膚的應(yīng)用，所述的恒溫電子皮膚用于摩擦納米發(fā)電機：隔熱硅膠作為摩擦層，液態(tài)金屬作為導(dǎo)電層，導(dǎo)熱硅膠封裝液體金屬，經(jīng)由銅線將電信號輸出。

一種恒溫電子皮膚的應(yīng)用，所述的恒溫電子皮膚用于設(shè)備供電和信號傳感。

本發(fā)明所提供的恒溫電子皮膚及其制備方法和應(yīng)用，具有以下有益效果：