[发明专利]电容式柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种电容式柔性压力传感器，包括：

第一柔性纳米纤维薄膜层；

第二柔性纳米纤维薄膜层，与第一柔性纳米纤维薄膜层相对设置；

第一电极层，附着于第一柔性纳米纤维薄膜层内侧；

第二电极层，附着于第二柔性纳米纤维薄膜层内侧；以及

纳米纤维膜介电层，设置于第一电极层与第二电极层之间。

2.根据权利要求1所述的电容式柔性压力传感器，其中：

所述第一柔性纳米纤维薄膜层和第二柔性纳米纤维薄膜层的材料为如下材料中的一种或几种：热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚丙烯腈(PAN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙6(PA6)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)和聚醚砜(PES)。

3.根据权利要求1或2所述的电容式柔性压力传感器，其中，所述第一柔性纳米纤维薄膜层和第二柔性纳米纤维薄膜层的厚度介于50μm～100μm之间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电容式柔性压力传感器，其中，所述第一电极层和第二电极层的材料为如下材料中的一种或者几种：银纳米颗粒或银纳米线导电油墨涂层或者碳纳米管、石墨烯和氧化铟锡(ITO)形成的涂层。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电容式柔性压力传感器，其中，所述纳米纤维膜介电层的材料为如下材料中的一种或几种：聚丙烯腈(PAN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙6(PA6)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚乳酸(PLA)和聚醚砜(PES)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电容式柔性压力传感器，其中，所述纳米纤维膜介电层的厚度介于20μm～60μm之间。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电容式柔性压力传感器，其中：所述纳米纤维膜介电层的表面带有微纳结构。

8.一种电容式柔性压力传感器的制备方法，包括：

制备第一柔性纳米纤维薄膜层和第二柔性纳米纤维薄膜层；

以第一柔性纳米纤维薄膜层为基底，在其上制备第一电极层，以第二柔性纳米纤维薄膜层为基底，在其上制备第二电极层；

以高分子聚合物作为溶质配置纺丝液，基于静电纺丝工艺制备纳米纤维膜介电层；以及

将带有第一电极层的第一柔性纳米纤维薄膜层、纳米纤维膜介电层和带有第二电极层的第二柔性纳米纤维薄膜层按照电极层相对的形式，以“夹心三明治”结构进行封装，得到电容式柔性压力传感器。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述制备第一柔性纳米纤维薄膜层和第二柔性纳米纤维薄膜层包括：

配置静电纺丝溶液；

利用纺丝装置和配置的静电纺丝溶液进行纺丝，得到柔性纳米纤维薄膜层；以及

将纺丝得到的柔性纳米纤维薄膜层干燥，使纺丝的溶剂挥发得到第一柔性纳米纤维薄膜层和第二柔性纳米纤维薄膜层。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其中：

所述以第一柔性纳米纤维薄膜层为基底，在其上制备第一电极层，以第二柔性纳米纤维薄膜层为基底，在其上制备第二电极层包括：

采用丝网印刷方式，在第一柔性纳米纤维薄膜层表面印刷第一电极层，在第二柔性纳米纤维薄膜层表面印刷第二电极层。