[发明专利]一种提高压力电子传感器灵敏度的柔性膜

说明书

本发明属于传感器的技术领域，提供了一种提高压力电子传感器灵敏度的柔性膜。该压力传感器柔性膜包括两层柔性导电复合薄膜，以及两层柔性导电复合薄膜中的微球阵列。与传统方法相比，本发明的柔性压力传感器膜，在两层导电薄膜中间设置微球阵列的结构，有效提高了传感器可承受弹性形变程度，可适应柔软性和舒适性的要求，同时氧化锌量子点稳定性好，与石墨烯的复合，显著提高了制得的柔性压力传感器的灵敏度，在医疗健康、机器人、生物力学等领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于传感器的技术领域，提供了一种提高压力电子传感器灵敏度的柔性膜。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。作为工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，已广泛用于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

常规压力传感器作为采集控制点压力数据的专用器件 , 常用的压力传感器种类繁多，按敏感机理不同主要分为压阻式、压电式、电容式、光传感器式、磁传感式、超生传感式和机械传感式等。理想的压力传感器，应该具有成本低廉、制备简单和耐用性强等特点。但是常规压力传感器大都基于硬性的支撑衬底，不适用于大面积或不规则表面的压力检测，存在加工成本高、流程复杂等问题。

近年来，柔性压力传感器的发展受到关注。柔性压力传感器是一种用于感知物体表面作用力大小的柔性电子器件，能贴附于各种不规则物体表面，在医疗健康、机器人、生物力学等领域有着广泛的应用前景。随着科学技术的发展，柔性压力传感器能否兼具柔韧性和准确测量压力分布信息等功能成为人们关注的焦点。由于微结构不仅能够提高传感器的灵敏度，还能更快地恢复传感器的弹性形变，具备快速响应能力。因此，构建微结构是提高柔性压力传感器综合性能的有效途径，成为学术界和工业界的关注重点。

目前国内外在压力传感器制备技术，尤其是柔性压力传感器方面已取得了一定成效。其中聂萌等人发明了一种具有高灵敏度的柔性压阻式压力传感器及其制备方法（中国发明专利申请号201510624235.2），该压力传感器包括柔性衬底、金属电极、网格状的石墨烯薄膜层；金属电极固定连接在柔性衬底顶面的两端，石墨烯薄膜层覆盖并连接在柔性衬底和部分金属电极上；该压力传感器不仅具有衬底可弯曲变形的优点，还具有很高的灵敏度，能够广泛使用于生物医学和可穿戴设备等领域。另外，潘力佳等人发明了一种高灵敏度电容型柔性压力传感器（中国发明专利申请号201710042874.7），该柔性压力传感器具有多层次微结构材料，附着于多层次微结构材料表面上为电容器上电极、电介质材料和电介质材料下表面的电容器下电极；多层次微结构材料和电介质材料平面平行叠合；多层次微结构材料，多层次微结构材料为如下结构：纵截面的形状为面分布且排列的若干金字塔形或边缘平滑的类金字塔形、半球形、椭球形、圆锥形、V字形形状；多层次微结构材料采用聚合物弹性材料。

可见，现有技术中的压力传感器大多以硅或陶瓷为衬底，硬度很高，适用于传统的手机、汽车的电子产品，却不能适应满足医疗健康市场对柔软性与舒适性的要求，而现有少数柔性压力传感器，大多需要电路连接，使用不便且灵敏度不高，限制了其发展应用。

发明内容

针对这种情况，我们提出一种提高压力电子传感器灵敏度的柔性膜，有效提高了氧化锌量子点的稳定性，同时提高了柔性压力传感器的灵敏度。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种提高压力电子传感器灵敏度的柔性膜，所述柔性膜包括两层柔性导电复合薄膜，以及两层柔性导电复合薄膜中的微球阵列、。

优选的，所述柔性导电复合薄膜是由聚苯胺和聚二甲基硅氧烷的混合物组成。