[发明专利]能同时检测力的大小和方向的仿蜘蛛网状柔性触觉传感器

权利要求书

1.一种仿蜘蛛网状柔性触觉传感器在同时检测力的大小和方向方面的应用，其特征在于，仿蜘蛛网状柔性触觉传感器整体呈三明治形状，从上到下依次为顶电极、压力敏感模块和底电极；顶电极为信号输入端，压力敏感模块为三维管状石墨烯海绵，底电极为拉伸敏感模块；其中，顶电极和底电极均为采用渗透-翻模工艺制备的基于Ag NWs/CNTs复合纳米材料的可拉伸电极，顶电极为圆形电极，底电极为仿蜘蛛网状电极。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，渗透-翻模工艺制备的基于Ag NWs/CNTs复合纳米材料的可拉伸电极的制备方法如下： （1）将包含Ag NWs和CNTs的杂化复合导电墨水喷涂到模板上，该模板固定于硅片上； （2）待导电墨水干燥，去除模板，得到导电层； （3）将标准PDMS旋涂到导电层上，在真空中处理，使得PDMS渗透到导电层中； （4）固化PDMS，翻模得到可拉伸电极，该电极中，AgNWs/CNTs杂化复合纳米材料在PDMS中形成高效的渗透网络；其中： 当步骤（1）中的模板为圆形模板时，步骤（4）制得顶电极；当步骤（1）中的模板为蜘蛛网状模板时，步骤（4）制得底电极。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，杂化复合导电墨水中，分散剂为无水乙醇，AgNWs和CNTs的质量比为3:1。

4.如权利要求2或3所述的应用，其特征在于， CNTs平均直径和长度分别为＜8nm和10~30µm，Ag NWs的平均直径和长度分别为40~60 nm和10~30μm。

5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，圆形电极的直径为5mm。

6.如权利要求1所述的应用，其特征在于，三维管状石墨烯海绵是通过CVD方法合成的，其密度在24.0~26.0mg/cm3之间。

7.如权利要求1或6所述的应用，其特征在于，三维管状石墨烯海绵的制备方法如下：先以甲烷为原料，氢气为载气，氩气为稀释气，在1050-1150℃的温度下，通过CVD法在介孔二氧化硅模板上生长石墨烯，然后冷却至室温，将石墨烯产物浸入氢氟酸水溶液中去除模板，最后干燥并在2220-2260℃下退火，得到三维管状石墨烯海绵。