[发明专利]基于裂纹阵列结构的柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于裂纹阵列结构的柔性压力传感器，其特征在于，包括，

由上而下依次排列的：柔性上盖、上柔性基底、上导电层、下导电层、下柔性基底和柔性下盖；

所述上柔性基底与所述上导电层相对的一面具有裂纹阵列反结构；

所述下柔性基底与所述下导电层相对的一面具有裂纹阵列结构；

所述上导电层设有上电极，所述下导电层设有下电极；所述上电极和所述下电极不相交；

所述柔性上盖、上柔性基底、下柔性基底和柔性下盖均采用柔性材料；

所述裂纹阵列结构包括凹槽；

所述裂纹阵列反结构包括凸起；

当所述上柔性基底和所述下柔性基底相互配合时，所述裂纹阵列反结构的凸起位于所述裂纹阵列结构的凹槽中；

其中，所述上柔性基底的裂纹阵列反结构由一具有裂纹阵列结构的模板制作形成；

所述下柔性基底的裂纹阵列结构通过过渡模板制作而成，所述过渡模板通过所述具有裂纹阵列结构的模板制作而成。

2.根据权利要求1所述的柔性压力传感器，其特征在于，

所述裂纹阵列结构的凹槽的深度为1-2μm，凹槽之间的平均间距为2μm；

所述裂纹阵列反结构的凸起的高度为1-2μm，凸起之间的平均宽度为2μm。

3.根据权利要求1所述的柔性压力传感器，其特征在于，

所述柔性材料为聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的柔性压力传感器，其特征在于，

所述上导电层和所述下导电层的材质均为银纳米金属粒子。

5.一种权利要求1-4任一所述柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备具有裂纹阵列结构的模板；

S2、使用具有裂纹阵列结构的模板制备带裂纹阵列反结构的上柔性基底；

S3、使用具有裂纹阵列结构的模板制备带裂纹阵列反结构的过渡模板，并使用裂纹阵列反结构的过渡模板制备带裂纹阵列结构的下柔性基底；

S4、在上柔性基底带裂纹阵列反结构的一面制备上导电层，获得带上导电层的上柔性基底；在下柔性基底带裂纹阵列结构的一面制备下导电层，获得带下导电层的下柔性基底；

S5、在带上导电层的上柔性基底中远离上导电层的一面制作柔性上盖，获得第一柔性结构，在带下导电层的下柔性基底中远离下导电层的一面制作柔性下盖，获得第二柔性结构；

S6、将第一柔性结构覆盖于第二柔性结构之上，且第一柔性结构中带上导电层的一面与第二柔性结构中带下导电层的一面相对，获得柔性压力传感器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

将无水乙醇放入带有上盖的培养皿后，将培养皿以及上盖放置加热台加热一个时间段，获得带裂纹阵列结构的上盖，为具有裂纹阵列结构的模板。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

将柔性材料与固化剂按10:1的质量比混合并搅拌均匀后，旋涂在带裂纹阵列结构的上盖的带裂纹阵列结构表面，固化剥离后，获得带裂纹阵列反结构的柔性材料薄膜，为带裂纹阵列反结构的上柔性基底。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

将环氧AB胶中的A、B组按3:1的质量比混合并搅拌均匀后，旋涂在带裂纹阵列结构的上盖的带裂纹阵列结构表面，固化剥离后，获得带裂纹阵列反结构的的环氧薄膜，为带裂纹阵列反结构的过渡模板；

将柔性材料与固化剂按10:1的质量比混合并搅拌均匀后，旋涂在带裂纹阵列反结构的过渡模板的带裂纹阵列反结构表面，固化剥离后，获得带裂纹阵列结构的柔性材料薄膜，为带裂纹阵列结构的下柔性基底。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：

在上导电层连接铜片电极和导电线，为上电极；

在下导电层连接铜片电极和导电线，为下电极；

其中，所述上电极和所述下电极不相交。