[发明专利]一种柔性电容式应力传感器芯片的制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性电容式应力传感器芯片及其制备方法，其包括柔性、可拉伸的凝胶薄膜，在所述凝胶薄膜内部由下到上依次设置柔性衬底、电极以及纳米材料。本发明所述柔性电容式应力传感器芯片可拉伸性高、生物兼容性好、灵敏度高且可以无缝贴附于人体皮肤表皮。另外本发明所述柔性电容式应力传感器芯片的制备方法简单易实现，具有极高的实用性和应用前景。

技术领域

本发明涉及传感器制备领域，尤其涉及一种柔性电容式应力传感器芯片的制备方法。

背景技术

随着经济、技术的不断发展，新型柔性电子材料不断涌现，柔性可穿戴设备应运而生，被广泛应用于各个领域，尤其电子纹身芯片可以如创口贴一样灵活、简便地粘在皮肤上，并且以无痛、无创及低成本的方式成为身体的一部分，从而减少运动、工作带来的干扰因素，“电子纹身”因此也被认为是未来可穿戴式医疗设备中最具影响力的产品之一。柔性应力传感器以其柔韧性好、可拉伸、生物兼容性好且能够无缝贴合于人体皮肤表皮等特点，成为该领域的研究热点之一。

传统的应力传感器通常是基于坚硬的无机材料，佩戴不舒适，且生物兼容性不好。而部分柔性传感器的灵敏度不高，对测量数据的精确度和稳定性会造成一定影响。因而，现有技术还有待于改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性电容式应力传感器芯片的制备方法，旨在解决现有技术中应力传感器生物兼容性差且灵敏度低的问题。

本发明的技术方案包括：

一种柔性电容式应力传感器芯片，其包括柔性、可拉伸的凝胶薄膜，在所述凝胶薄膜内部由下到上依次设置柔性衬底、电极以及纳米材料。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述柔性衬底为柔性薄膜。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述柔性薄膜为聚酰亚胺薄膜或者氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述电极为金属电极。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述纳米材料为导体纳米材料或半导体纳米材料。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述导体纳米材料为线状或片状结构的金属纳米材料。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述线状金属纳米材料为金属纳米线，其为银纳米线或铜纳米线。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述半导体纳米材料为柱状或片状结构。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述柱状结构的半导体纳米材料为碳纳米管。

所述柔性电容式应力传感器芯片，其中，所述具有片状结构的半导体纳米材料为二维材料；其中，所述二维材料为二硫化钼、石墨烯或黑磷中的任一种。

一种如上所述柔性电容式应力传感器芯片的制备方法，其包括以下步骤：

A、制备柔性电极/纳米材料：在硅片上旋涂一层厚度为10um的柔性衬底，并在柔性衬底上蒸镀出电极，再在电极上滴加纳米材料溶液，直至纳米材料中的溶剂完全蒸发，制得所述柔性电极/纳米材料；

B、制备柔性电容式应力传感器芯片：将海藻酸钠、丙烯酰胺、过硫酸铵以及N,N′-亚甲基双丙烯酰胺溶解在去离子水中，至完全溶解后抽取真空，并将其加入放置有放柔性电极/纳米材料的玻璃皿中，再向玻璃皿中加入硫酸钙和1,2-双(二甲基氨基)乙烷，于45℃-55℃恒温水浴中，用波长为250-260纳米的紫外线照射0.5-1.5小时，制得所述柔性电容式应力传感器芯片。