[發明專利]一種零功耗壓力傳感器的制備方法及可穿戴電子設備

有效

• 申請號: 202010158822.8
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111220315B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 文震;孫旭輝;雷浩
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 白莉莉

1.一種零功耗壓力傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

提供一海綿，對所述海綿進行清洗和干燥處理；

配置乙酸乙酯與含硅元素和/或氟元素的高分子聚合物的混合溶液；

將所述海綿浸入所述混合溶液預設時間，并進行干燥處理，從而獲得柔性介電層；

在柔性介電層上表面和下表面分別形成上電極層和下電極層，從而獲得零功耗壓力傳感器；

所述乙酸乙酯降低所述含硅元素和/或氟元素的高分子聚合物的濃度，使得所述柔性介電層中的所述高分子聚合物僅僅覆蓋在所述海綿的多孔結構的孔內，而不覆蓋在所述多孔結構的骨架上；

所述上電極層和所述柔性介電層作為兩個摩擦層，在外界壓力施加到所述零功耗壓力傳感器上時，所述上電極層和所述柔性介電層發生形變，且基于摩擦起電及靜電感應效應起電，從而無需外電源供電。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述乙酸乙酯與含硅元素和/或氟元素的高分子聚合物的體積比為范圍在1:1-5:1中任一值。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

制備獲得柔性間隔層，并使所述柔性間隔層的下表面與所述柔性介電層的上表面接觸，所述柔性間隔層的上表面與所述上電極層的下表面接觸。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述柔性間隔層的厚度為范圍在50-1000μm中任一數值。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述柔性間隔層為環形結構。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述柔性間隔層由兩根間隔開設置的柱狀體組成，所述柱狀體沿垂直于所述海綿的上表面的方向延伸。

7.根據權利要求3-6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述柔性間隔層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯或硅橡膠。

8.根據權利要求1-6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述含硅元素和/或氟元素的高分子聚合物為聚二甲基硅氧烷、聚碳硅烷、硅橡膠、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一種或多種的組合。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述上電極和/或所述下電極的制備方法為：采用物理濺射的方法在聚合物柔性膜上形成10-30μm的金屬膜，從而獲得所述上電極和/或所述下電極。

10.一種可穿戴電子設備，其特征在于，包括由權利要求1-9中任一項所述的制備方法制備獲得的零功耗壓力傳感器。