[發(fā)明專利]一種柔性、可透氣性傳感器的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011074281.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN112255280A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖建軍;林仕偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/12
• 分類號(hào): G01N27/12
• 代理公司: 北京中仟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

1.一種柔性、可透氣性傳感器的制備方法，其特征在于：所述柔性、可透氣性傳感器的制備方法在制備時(shí)需要用到以下器械和原料：PDMS聚合物粉末、聚酰亞胺粉末(PI)、碳酸氫銨(NH4HCO3)粉末、基材和固化劑、剛玉坩堝一個(gè)、玻璃棒一個(gè)、真空干燥箱一臺(tái)、培養(yǎng)皿一個(gè)、攪拌混合皿一個(gè)、生物組織切片機(jī)一臺(tái)、激光雕刻機(jī)一臺(tái)、氣體抽吸機(jī)一臺(tái)、清洗烘干裝置一臺(tái)、電子計(jì)量秤一臺(tái)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種柔性、可透氣性傳感器的制備方法，其特征在于：所述柔性、可透氣性傳感器的制備方法包括以下步驟：

S1:取來(lái)攪拌混合皿一個(gè)，對(duì)攪拌混合皿的內(nèi)部進(jìn)行清洗烘干之后，向攪拌混合皿的內(nèi)部加入PDMS聚合物粉末，之后再加入基材和固化劑，取來(lái)玻璃棒對(duì)加入了基材和固化劑的混合物進(jìn)行攪拌；

S2:取來(lái)剛玉坩堝一個(gè)，對(duì)剛玉坩堝的內(nèi)部進(jìn)行清洗烘干之后，向剛玉坩堝的內(nèi)部加入碳酸氫銨粉體，并同時(shí)取來(lái)玻璃棒對(duì)碳酸氫銨粉進(jìn)行研磨，細(xì)化晶粒尺寸；

S3:取來(lái)培養(yǎng)皿一個(gè)，對(duì)培養(yǎng)皿的內(nèi)部進(jìn)行清洗烘干之后，取來(lái)電子計(jì)量秤一臺(tái)，并稱取質(zhì)量比為2:1:1的PDMS、PI粉體、碳酸氫銨混合粉末，并將混合粉末倒入培養(yǎng)皿容器中，用玻璃棒攪拌均勻，放入真空干燥箱中真空處理10-20分鐘，待氣泡消失后取出；

S4:將步驟S3中氣泡消失的培養(yǎng)皿放入鼓風(fēng)干燥箱中，并打開鼓風(fēng)干燥箱的開關(guān)，調(diào)整鼓風(fēng)干燥箱的內(nèi)部溫度在120-140℃溫度下加熱1-2小時(shí)，此時(shí)，培養(yǎng)皿中的聚合物高溫聚合時(shí)，碳酸氫銨受熱分解，釋放出大量氣體(CO2、NH3、H2O),氣體擴(kuò)散導(dǎo)致形成空洞，得到多孔、透氣的PDMS彈性體；

S5:取來(lái)生物組織切片機(jī)，并將步驟S4中得到的PDMS混合物彈性體放入生物組織切片機(jī)的切片操作臺(tái)上，之后調(diào)整好生物組織切片機(jī)的切片厚度；

S6:對(duì)步驟S5中，固定調(diào)整好的PDMS混合物彈性體進(jìn)行切片操作，切片結(jié)束之后得到厚度約50-100微米的PDMS彈性體；

S7:取下步驟S6中切片完成的PDMS彈性體，將厚度約50-100微米的PDMS彈性體放入激光雕刻機(jī)中，并導(dǎo)入之前已經(jīng)設(shè)計(jì)好的電極圖案文件；

S8:開啟激光雕刻機(jī)的設(shè)備，利用激光的高能量在PDMS彈性體表面刻蝕出電極圖案，得到柔性PDMS基底傳感器；

S9:對(duì)步驟s8中得到的柔性PDMS基底傳感器進(jìn)行包裝封箱，并做好保護(hù)措施，從而結(jié)束整個(gè)柔性、可透氣性傳感器的制備過(guò)程。

3.如權(quán)利要求1所述的一種柔性、可透氣性傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中的碳酸氫銨為造氣劑，該造氣劑也可通過(guò)添加糖、NaCl等水溶解性固體作為造孔劑，但該方法需要在后期采用浸泡溶解法獲得可透氣性PDMS柔性傳感器；不是在固化PDMS的同時(shí)，原位得到PDMS柔性傳感器；并且，浸泡溶解法耗時(shí)長(zhǎng)，工藝復(fù)雜。

4.如權(quán)利要求1所述的一種柔性、可透氣性傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中，在從真空干燥箱中取出培養(yǎng)皿時(shí)，可以取來(lái)氣體抽吸機(jī)，并將氣體抽吸機(jī)的抽風(fēng)口固定在真空干燥箱的箱門處，以對(duì)真空干燥箱的內(nèi)部產(chǎn)生的多余氣體進(jìn)行抽吸。

5.如權(quán)利要求1所述的一種柔性、可透氣性傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，在鼓風(fēng)干燥箱干燥過(guò)程中，可以間隔一段時(shí)間打開鼓風(fēng)干燥箱的箱門，排出鼓風(fēng)干燥箱的內(nèi)部的多余氣體，同時(shí)對(duì)凝結(jié)在鼓風(fēng)干燥箱的頂部的水珠進(jìn)行清理。

6.如權(quán)利要求1所述的一種柔性、可透氣性傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟S8中，在使用激光雕刻機(jī)對(duì)PDMS彈性體的表面進(jìn)行雕刻時(shí)，在PDMS彈性體的底部墊有一層吸熱墊，防止PDMS彈性體被破壞。