[發明專利]氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器及其應用

在審

• 申請號: 202011084435.0
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112205969A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 計紅軍;趙長垚;張琳;周昌杰;丁家慧;祝溫泊;李明雨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;C08J5/18;C08L83/04;C08K3/22;C08K7/00
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 羅志偉

1.氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：其包括基底層、具有表面微結構的氧化鋅復合PDMS的摩擦層，所述基底層、具有表面微結構的氧化鋅復合PDMS的摩擦層外設有封裝外層；

所述基底層上設有柔性透明電極，所述柔性透明電極采用金屬納米線制備得到；

所述具有表面微結構的氧化鋅復合PDMS的摩擦層位于基底層上；

所述氧化鋅復合PDMS的摩擦層中，所述氧化鋅摻雜進PDMS材料內。

2.根據權利要求1所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：所述氧化鋅的形貌為納米線、納米棒、納米針、納米顆粒中的一種或幾種。

3.根據權利要求2所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：所述表面微結構為采用刻蝕法、模板法或激光直寫法制備得到。

4.根據權利要求3所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：所述表面微結構的形貌為規則的金字塔狀、三棱錐狀、柱狀、球狀或不規則形狀，所述表面微結構的外徑為1-100 μm。

5.根據權利要求3所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：所述具有表面微結構的氧化鋅復合PDMS采用以下步驟制備得到：

步驟S1，制備氧化鋅納米線、納米棒、納米針或納米顆粒；

步驟S2，將氧化鋅納米線、納米棒、納米針或納米顆粒分散在異丙醇溶液中，得到氧化鋅溶液，將氧化鋅溶液旋涂到砂紙上，加熱烘干；

步驟S3，取PDMS液體與固化劑混合并攪拌均勻，置于上述步驟S2的砂紙上進行旋涂，真空烘干后剝離，得到具有表面微結構的氧化鋅復合PDMS薄膜。

6.根據權利要求5所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：步驟S2中，氧化鋅溶液中氧化鋅的質量百分比為5~30 wt. %，旋涂速度為300~1000 rpm，時間為2~10 s，然后置于加熱臺上60~80℃烘干；

步驟S3中，旋涂的工藝為：先以500~1000 rpm的速度旋涂4~6 s，然后以600~1200 rpm旋涂0.5~2 s；真空干燥的溫度為120℃，保溫30 min。

7.根據權利要求1所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：所述柔性透明電極為將金屬納米線溶液通過旋涂法、提拉法、噴涂法或邁耶棒法轉移到基底上制備得到；所述金屬納米線溶液溶劑為乙醇、去離子水、乙二醇、異丙醇中的至少一種。

8.根據權利要求1~7任意一項所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：所述封裝外層的材料為PDMS。

9.根據權利要求8所述的氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器，其特征在于：其包括輸出電路，所述輸出電路包括直流轉換電路。

10.如權利要求1~9任意一項氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器的應用，其特征在于：所述氧化鋅復合PDMS材料柔性可穿戴應變傳感器用作儲能器件，并進行自供電。