[发明专利]一种效果可视化的仿生超敏应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，包括：

S1：制作具有规则排布圆柱结构的第一模板；

S2：将至少三种热变色颜料与聚二甲基硅氧烷PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合，加入固化剂得到柔性热变色复合物；

S3：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上并进行固化，从所述第一模板上剥离得到热致变色层；

S4：制备表面具有裂缝反结构的第二模板，将柔性材料涂覆在所述第二模板上并进行固化，从所述第二模板上剥离得到裂缝结构层，且在裂缝结构层因剥离露出的上表面形成规则有序的裂缝阵列结构；

S5：采用溅射工艺在裂缝结构层的上表面沉积金属层，形成导电功能层；

S6：将步骤S3得到的所述热致变色层和步骤S5得到的沉积有导电功能层的裂缝结构层利用硅烷偶联剂连接，得到效果可视化的仿生超敏应变传感器。

2.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：

利用激光打标机或光刻技术在金属片的表面形成规则排布的圆柱结构，得到第一模板，圆柱的直径为150～200μm，圆柱的间距为50～100μm。

3.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21：取22℃、31℃、33℃、45℃温度的四种热变色颜料；

S22：将所述四种热变色颜料与PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合；

S23：在步骤S22中的混合物按照质量比为10：1的比例加入固化剂进行混合，得到所述柔性热变色复合物。

4.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上，在0.1个大气压下进行真空干燥；

S32：对步骤S31真空干燥后的柔性热变色复合物在120℃下加热2小时进行固化；

S33：将固化后的薄膜从所述第一模板上剥离，得到具有三维孔洞结构的所述热致变色层。

5.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S4包括：

S41：利用离子聚焦术在金属片表面切割出规则的裂缝结构，其中裂缝的宽度为2～5μm，裂缝的间隔为10～15μm，裂缝的深度为3～4μm；

S42：利用环氧树脂AB胶的A、B两组份按照质量比为3:1的比例均匀混合，并进行真空干燥；

S43：将混合并真空干燥后的环氧树脂AB胶涂覆在预制模板的表面，并在60℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝反结构薄膜的第二模板，薄膜的厚度为500μm；

S44：将PDMS的预聚物与固化剂按照质量比为10：1的比例进行混合，并进行真空干燥，得到柔性材料；

S45：将所述柔性材料涂覆在所述第二模板的表面，并在80℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝结构的PDMS薄膜，薄膜的厚度为400μm；

S46：将所述PDMS薄膜从所述第二模板上剥离，得到所述裂缝结构层，裂缝结构层因剥离露出的上表面形成有规则有序的裂缝阵列结构。

6.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S6包括：

S61：在所述热致变色层的下表面均匀涂覆硅烷偶联剂，压在所述沉积有导电功能层的裂缝结构层的上表面，得到压合结构；

S62：将所述压合结构在120℃下固化1小时，得到仿生超敏应变传感器。