[發(fā)明專利]一種高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011431259.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN112697033A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李愛東;滕福瑞;房佳斌;子陶清;任強(qiáng);劉暢;吳迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B7/16
• 分類號(hào): G01B7/16;G01L1/22
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述傳感器從下往上依次為具有篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可拉伸聚合物基底、傳感功能層、聚合物保護(hù)膜；所述傳感功能層為金屬薄膜/金屬納米顆粒@碳納米管復(fù)合層/金屬薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述具有篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可拉伸聚合物基底為龍鱗甲(Dragon Skin)、硅橡膠或丙烯酸酯彈性體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述金屬薄膜為Pt、Au、Cu、Ag、Al、Mg、Fe、Co、Ti、Zn、Ta、Ni或其合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述金屬薄膜厚度為50-200nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述金屬納米顆粒@碳納米管復(fù)合層厚度約為10-50μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述金屬納米顆粒為Ir、Pt、Au、Ag、Cu、Al、Ti、Zn、Fe、Co、或Ni。

7.一種高靈敏度、寬響應(yīng)范圍柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將金屬篩網(wǎng)剪裁后用去離子水清洗干凈烘干后固定在載玻片上作為模板；

步驟二：將聚合物單體溶液澆注在金屬篩網(wǎng)表面，在40℃-80℃固化2-24h后撕下，即得到金屬篩網(wǎng)圖案化的聚合物薄膜；

步驟三：用磁控濺射或真空蒸鍍的方法在步驟二得到的聚合物薄膜上沉積一層金屬薄膜；

步驟四：利用原子層沉積或化學(xué)溶液法或物理氣相方法在碳納米管上生長(zhǎng)金屬納米顆粒；

步驟五：將步驟四得到的金屬納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料以1-5mg/mL分散于乙醇中，再超聲1h將其均勻分散；

步驟六：將分散液均勻滴涂于步驟三中的金屬層上，然后在40℃干燥1h；

步驟七：使用導(dǎo)電銀膠將銅箔粘在步驟六中干燥后的薄膜兩端，再磁控濺射一層金屬層，并在表面再涂覆一層與下層聚合物材料相同的聚合物薄膜作為保護(hù)層，即獲得了完整結(jié)構(gòu)的柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器。