[发明专利]柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述柔性压力传感器包括两层柔性导电复合薄膜，两层所述柔性导电复合薄膜层叠结合，且一所述柔性导电复合薄膜朝向另一所述柔性导电复合薄膜的表面形成有呈周期性排列的单层微半球阵列；

所述柔性压力传感器的制备包括以下步骤：

提供一基底，将所述基底进行表面亲水处理，在所述基底的一亲水表面制备紧密排列的单层胶体微球阵列；

在所述单层胶体微球阵列表面沉积PDMS材料，固化形成PDMS层，且所述PDMS层的厚度大于所述单层胶体微球阵列的高度；将粘结有所述单层胶体微球阵列的PDMS层从所述基底上剥离，采用溶剂溶解形成单层胶体微球阵列的胶体微球，得到具有周期性排列的微纳凹洞的柔性PDMS模板；

在所述柔性PDMS模板设置微纳凹洞的表面浇注碳纳米管和PDMS的混合液，固化形成柔性导电复合预制薄膜，且所述柔性导电复合预制薄膜的厚度大于所述微纳凹洞的高度；将所述柔性导电复合预制薄膜从所述柔性PDMS模板上剥离，得到一表面形成周期性排列的单层微半球阵列的柔性导电复合薄膜；

将两个所述柔性导电复合薄膜的微半球阵列面相对设置，引出电极，得到柔性压力传感器。

2.如权利要求1所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述单层微半球阵列的微半球为纳米级、亚微米级或微米级微半球。

3.如权利要求1所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述柔性导电复合薄膜由碳纳米管和PDMS的混合物制成。

4.如权利要求3所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，所述多壁碳纳米管的直径为10-200nm、长度为2-20μm。

5.如权利要求1-4任一项所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，采用气液界面自组装方法在所述基底的一亲水表面制备紧密排列的单层胶体微球阵列，其方法为：

在所述基底的一亲水表面滴加去离子水，形成水膜；

提供单分散的胶体微球溶液，从所述水膜的一侧缓慢注入所述胶体微球溶液，待水分去除，得到紧密排列的单层胶体微球阵列。

6.如权利要1-4任一项所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述单层胶体微球阵列中的胶体微球为聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、二氧化硅球或聚氰胺甲醛树脂微球。

7.如权利要求1-4任一项所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，在所述柔性PDMS模板设置微纳凹洞的表面浇注碳纳米管和PDMS的混合液之前，还包括对所述微纳凹洞的薄膜表面进行等离子体或硅烷化处理。

8.如权利要求1-4任一项所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述单层胶体微球阵列中的胶体微球的粒径为纳米级、亚微米级或微米级。

9.如权利要求1-4任一项所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，对所述基底进行表面亲水处理的方法为：

将所述基底置于体积比为7:3的浓硫酸与过氧化氢的混合液一中浸泡清洗后，用去离子水清洗，然后将所述基底置于去离子水、氨水、过氧化氢体积比为5:1:1的混溶液二中浸泡处理，经超声清洗、烘干后，再进行等离子体处理。