[发明专利]一种高灵敏度电子皮肤的制备方法

说明书

本发明公开了一种高灵敏度电子皮肤的制备方法，包括：通过对衬底进行处理，使衬底表面形成亲疏水图案；将导电材料填充到亲疏水图案上的亲水区域内，使导电材料在衬底表面形成导电层；将导电层从衬底表面转移到第一封装层上后，在导电层的输出端连接引线；通过在导电层远离第一封装层的一面覆盖第二封装层，使导电层以及引线封装在第一封装层和第二封装层之间，进而形成单片导电极板；将两片单片导电极板内的导电层对齐后，将两片单片导电极板的四周进行整体封装，即得到高灵敏度电子皮肤。本发明提供的高灵敏度电子皮肤的制备方法不但简单、易操作、低成本，而且在制备过程中无需贵重仪器和经过专业训练的人员操作。

技术领域

本发明属于柔性传感器技术领域，具体涉及一种高灵敏度电子皮肤的制备方法。

背景技术

随着人们对个人健康管理、人机交互、智能军事可穿戴设备需求的增加，柔性可穿戴电子产品的市场也在快速增长。传感器是物联网(I oT)的关键部分，它们使物理对象与其用户之间具有强大的网络连接。可穿戴电子产品已经提前开启了软机器人、下一代假肢、可穿戴健康监测设备的应用。能跟踪脉搏、血压、血糖等关键生理指标，对慢性疾病的诊断、治疗、术后康复以及癫痫、心搏骤停等危及生命的情况作出及时反应有很大帮助。

到目前为止，许多工作都致力于开发可穿戴传感器，目前有基于电容、电阻、压电和摩擦电等传感机制的可穿戴传感器。在这些机制中，基于电容变化的机理由于信号的可重复性、温度波动小、功耗低、湿度稳定等优点，引起了人们极大的研究兴趣。目前的制造主要以光刻、转印、丝网印刷技术和喷墨印刷技术为主。遗憾的是，这些之前报道的方法大多制作工艺复杂，耗时较长，成本较高，不利于大规模生产，限制了它们的实际应用,且这些技术都需要专门的技术知识和专门的人才。通过简单的制造工艺，以成本效益高的方式制造高灵敏度、高灵活性和高耐磨性的可穿戴传感器是非常必要但具有挑战性的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种高灵敏度电子皮肤的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高灵敏度电子皮肤的制备方法，包括：

通过对衬底进行处理，使所述衬底表面形成亲疏水图案；

将导电材料填充到所述亲疏水图案上的亲水区域内，使所述导电材料在所述衬底表面形成导电层；

将所述导电层从所述衬底表面转移到第一封装层上后，在所述导电层的输出端连接引线；

通过在所述导电层远离所述第一封装层的一面覆盖第二封装层，使所述导电层以及引线封装在所述第一封装层和第二封装层之间，进而形成单片导电极板；

将两片所述单片导电极板内的导电层对齐后，将两片所述单片导电极板的四周进行整体封装，即得到高灵敏度电子皮肤。

进一步的，在通过对所述衬底进行处理时，所述采用的处理方法包括折叠纸模板法、光刻法、印章法、蜡印法、喷墨打印法、丝网印刷法、化学转化膜处理、模板法、物理气相沉积法和等离子蚀刻法等方法中一种或几种的组合。

进一步的，所述折叠纸模板法包括：在纸模板切割成折叠的镂空的图案后，将衬底材料放入所述折叠纸模板的中间，使得阻隔材料浸入所述衬底材料中，使所述衬底材料上形成亲疏水的图案，获得所述衬底

进一步的，所述衬底包括面巾纸，硝基纤维素膜，定性滤纸，层析纸，PET膜，纳米纤维基，棉布，丝巾，天然橡胶薄膜等含有微结构的生物材料中的一种或几种的组合。

进一步的，所述导电层材料包括活性炭、硅纳米带、氧化石墨烯、还原的氧化石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米线、金属纳米颗粒、金属纳米线、过渡金属氧化物、过渡金属二硫化物、过渡金属硫属元素化物、导电聚合物、有机导电高分子材料、碳素材料及其复合材料中的一种或几种的组合。