[發明專利]一種超疏水紙基應變傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010106783.7
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111189383B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 韓志武;劉林鵬;牛士超;張俊秋;侯濤;孫濤;張昌超;孟憲存;劉振寧
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉芙蓉;王永文

1.一種超疏水紙基應變傳感器，其特征在于，包括紙基底、凹設于所述紙基底的具有規則形狀的溝槽陣列，覆蓋所述溝槽陣列和所述紙基底的金屬導電層，設于所述金屬導電層兩端的第一電極、第二電極，以及覆蓋所述第一電極、所述第二電極和所述金屬導電層的超疏水導電層；所述超疏水導電層的材料包括二氧化硅、聚二甲基硅氧烷和導電材料；

其中，所述導電材料與二氧化硅的質量比為0.5:1～1:0.5，所述聚二甲基硅氧烷由質量比為10:1的聚二甲基硅氧烷主劑和聚二甲基硅氧烷固化劑組成；所述溝槽的寬度為10～100μm，深度100μm且小于所述紙基底的厚度的一半；相鄰溝槽之間的間距大于所述溝槽的寬度。

2.根據權利要求1所述的超疏水紙基應變傳感器，其特征在于，所述導電材料選自炭黑、碳納米管、石墨烯、金屬納米線和導電聚合物中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的超疏水紙基應變傳感器，其特征在于，所述紙基底選自印刷用紙、包裝用紙、辦公用紙和文化用紙中的一種。

4.根據權利要求1所述的超疏水紙基應變傳感器，其特征在于，所述金屬導電層的材料選自金納米粒子、銀納米粒子、銅納米粒子、鋁硼合金、鋁鉻合金、鐵錳合金、鋁鉻釔合金、銀銅鈀合金中的至少一種。

5.一種如權利要求1～4任意一項所述的超疏水紙基應變傳感器的制備方法，其特征在于，包括步驟：

A、提供紙基底；

B、在所述紙基底的上表面制備溝槽，形成具有規則形狀的溝槽陣列；

C、在設置有具有規則形狀的溝槽陣列的所述紙基底上制備金屬導電層；

D、在所述金屬導電層兩端制備第一電極和第二電極；

E、覆蓋所述第一電極和所述第二電極，在所述金屬導電層上制備超疏水導電層；所述超疏水導電層的材料包括二氧化硅、聚二甲基硅氧烷和導電材料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述在所述紙基底的上表面制備溝槽的工藝選自表面切削、表面激光雕刻和模具壓印中的一種。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述在所述紙基底上制備金屬導電層的方法選自化學鍍、物理氣相沉積法、噴涂法和材料自生長法中的一種。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟E具體包括：將二氧化硅、聚二甲基硅氧烷和導電材料分散到體積比為1:10～15的六甲基二硅胺烷和乙酸丁酯中，形成分散液；接著通過噴涂或浸泡在所述金屬導電層上制備超疏水導電層。