[发明专利]一种全柔性自供能传感器及其制作方法

说明书

本发明提出一种全柔性自供能传感器，包括液态金属电极层、压电材料层、封装层，所述液态金属电极层与所述压电材料层接触，所述液态金属电极连接有显示器或无线模块；所述显示器或无线模块为所述全柔性自供能传感器上面的第一层，所述封装层为所述全柔性自供能传感器的底层和/或侧壁。本发明还提出所述全柔性自供能传感器的制作方法。本发明提出的全柔性自供能传感器，将液态金属与柔性压电材料相结合以实现传感器的全柔性和自供能。借助液态金属的柔性及压电材料的性质，可以十分方便的将机械能转换为电能，满足传感器的日常使用，并且具有良好的灵敏度、拉伸性能和稳定性。

技术领域

本发明属于传感器领域，特别涉及到一种全柔性自供能传感器及其制作方法。

背景技术

传感器技术在现代科学技术中具有十分重要的地位，被称为现代信息技术的三大支柱(传感技术、计算机技术、通信技术)之一。作为一种检测装置，传感器能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，在自动化系统以及现代尖端技术中是必不可少的关键组成部分。近年来随着科技的发展，传感器技术在精度和广度方面都取得了快速的进步。然而，面对物联网时代的巨大需求，传统传感器已无法完全满足生产生活的需要，一些新型传感器亟待取得突破，比如本发明所提出的柔性传感器和自供能传感器。

随着生活质量的不断提高，智能终端愈发地普及，可穿戴电子设备也呈现出巨大的市场前景。传感器作为可穿戴电子设备核心部件之一，将影响可穿戴设备的功能设计与未来发展。对于可穿戴设备而言，柔性传感器具有轻薄便携舒适、电学性能优异和集成度高等特点，使其成为最受关注的电学传感器之一，而传感器柔性的实现方式则是一大挑战。

按供能方式可以将微型传感器分为两种:有源和无源传感器。前者由于采用电池供电，传感距离非常远，可采用各种电路,控制处理方便灵活,目前已被广泛应用。然而,对于许多不能提供电源、需长期监测、电池不易更换或者易燃易爆等危险场合的应用，必须采用无源传感器来实现测量。此外，在无线传感器网络应用中,由于节点数量多和分布范围大,电池更换问题也难以解决。因此，能够自供能的无源传感器具有广泛的应用前景,也是目前国内外研究的热点。

本发明将液态金属和压电材料相结合，提出一种全柔性自供能传感器的原理及其制作方法，其可以实现传感器的全柔性和自供能。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种全柔性自供能传感器及其制作方法，以解决现有传感器非全柔性无法适应复杂曲面，同时需要外加电源的问题。

本发明的另一目的是提出简单制作全柔性自供能传感器的方法。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种全柔性自供能传感器，包括液态金属电极层、压电材料层、封装层，所述液态金属电极层与所述压电材料层接触，所述液态金属电极连接有显示器或无线模块；

所述显示器或无线模块为所述全柔性自供能传感器上面的第一层，所述封装层位于所述全柔性自供能传感器的底层和侧壁。

其中，构成所述压电材料层的压电材料为压电薄膜或压电纤维，所述压电薄膜选自PVDF(偏聚氟乙烯)锆钛酸铅压电陶瓷(PET)，所述压电纤维选自聚偏氟乙烯、ZnO纳米线、压电陶瓷纤维中的一种，所述压电材料层的厚度为100-500μm；

所述液态金属电极层位于所述压电材料层的上面，液态金属上方设置所述显示器或无线模块。

其中，所述无线模块通讯连接有电子设备，所述电子设备为手机和/或电脑。

其中，所述液态金属电极层由液态金属打印形成、或是在流道内填充形成，所述液态金属选自金属镓、镓铟合金或铋铟锡合金中的一种或几种。