[發(fā)明專利]基于石墨烯的雙通道柔性多態(tài)應(yīng)力傳感器的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110258808.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN113029404B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃文;李奕奕;龔天巡;林媛;張曉升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/22
• 分類號(hào): G01L1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種柔性可穿戴力學(xué)傳感器，其特征在于：該傳感器包括上柔性襯底、上敏感層、上電極層、下電極層、下敏感層、下柔性微結(jié)構(gòu)化襯底、封裝結(jié)構(gòu)；所述上柔性襯底及上敏感層為未經(jīng)表面微結(jié)構(gòu)化處理的PDMS襯底及于其表面成膜的石墨烯薄膜；下柔性襯底及下敏感層為表面微結(jié)構(gòu)化處理的PDMS襯底及于其表面成膜的石墨烯薄膜；所述上電極層包括銀電極C及其電極引出端，包括銅線、導(dǎo)電膠帶，其中銀電極與上敏感層相連，銅線與銀電極相連，通過導(dǎo)電膠帶固定；下電極包括銀電極A、B及其電極引出端，各自包銅線、導(dǎo)電膠帶，其中A、B銀電極分別位于下敏感層的兩端，皆與下敏感層相連，兩端各有銅線與銀電極相連，通過導(dǎo)電膠帶固定；所述上柔性襯底及下柔性襯底通過粘性PDMS封裝。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性可穿戴力學(xué)傳感器，其特征在于：所述下柔性襯底及下敏感層，石墨烯分布在表面具有網(wǎng)格狀溝道微結(jié)構(gòu)的PDMS襯底表面且填充于該溝道中，溝道寬10-50μm，深30-80μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性可穿戴力學(xué)傳感器，其特征在于：所述柔性力學(xué)傳感器具有雙通道結(jié)構(gòu)，可同時(shí)對(duì)AB、AC電極間的電阻變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，AC電極端之間的電阻變化主要受上下敏感層之間的壓力影響；AB電極端之間的電阻變化主要受下敏感層兩端的應(yīng)力影響。

4.如權(quán)利要求1所述柔性可穿戴力學(xué)傳感器的下柔性襯底及下敏感層的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、設(shè)計(jì)線寬10-50μm，網(wǎng)格邊長50-200μm的方形網(wǎng)格圖案，光刻制得掩膜版；所述光刻制得掩膜版用于干法刻蝕硅片，刻蝕深度30-80μm；

步驟2、利用步驟1刻蝕后的硅片，噴涂脫模劑，灌注PDMS的A膠B膠混合液進(jìn)行倒模，加熱成膜、剝離后獲得具有表面方形網(wǎng)格微溝道的PDMS柔性襯底，溝道寬10-50μm，深30-80μm，倒模前后經(jīng)過多次抽真空處理；

步驟3、將石墨烯水分散液稀釋并抽濾，得到石墨烯導(dǎo)電油墨；用毛刷將石墨烯導(dǎo)電油墨刷到步驟2制得的微結(jié)構(gòu)PDMS柔性襯底表面，干燥成膜后獲得基于表面微結(jié)構(gòu)柔性襯底的石墨烯材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性可穿戴力學(xué)傳感器的下柔性襯底及下敏感層的制備方法，其特征在于：所述步驟2倒模前將PDMS的A膠B膠混合液靜置30min后，進(jìn)行10min的抽真空處理，倒模過程中再進(jìn)行20min的抽真空處理；抽真空后將灌注了混合液的硅片置于70℃熱源上，成膜時(shí)間2個(gè)小時(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性可穿戴力學(xué)傳感器的下柔性襯底及下敏感層的制備方法，其特征在于：所述步驟3的石墨

烯水分散液濃度范圍1-3mg/ml，稀釋倍數(shù)10-20倍，抽濾時(shí)間5-12s。