[发明专利]基于混配位纳米薄膜的柔性弯曲传感装置及其制备方法

权利要求书

1.一种基于混配位纳米薄膜的柔性弯曲传感装置，其特征在于，包括：

柔性弯曲传感器，所述柔性弯曲传感器包括衬底、设置在所述衬底上的混配位纳米薄膜传感层以及设置在所述混配位纳米薄膜传感层上的电极，所述混配位纳米传感层的组分包括混配位金属碳纳米薄膜粉末、液态硅橡胶和聚乙烯吡咯烷酮；

整流放大单元，所述整流放大单元与所述电极连接；

信号输出单元，所述信号输出单元与所述整流放大单元连接；

所述混配位金属碳纳米薄膜粉末包括金属碳化合物颗粒和富边缘态的石墨烯纳晶，所述金属碳化合物颗粒与所述石墨烯纳晶通过化学键键合连接。

2.根据权利要求1所述的柔性弯曲传感装置，其特征在于，所述混配位纳米薄膜传感层的组分还包括纳米银片。

3.根据权利要求1所述的柔性弯曲传感装置，其特征在于，所述混配位纳米薄膜传感层的图案包括并联条形图案、连接线以及折线图案，所述并联条形图案与所述折线图案通过所述连接线连接。

4.根据权利要求1所述的柔性弯曲传感装置，其特征在于，所述衬底为PDMS柔性衬底、PBAT柔性衬底或织物衬底。

5.一种如权利要求1-4任一所述的基于混配位纳米胶体的柔性弯曲传感装置的制备方法，其特征在于，包括：

在硅基底上生长混配位金属碳纳米薄膜，并将所述混配位金属碳纳米薄膜从所述硅基底上剥离后进行研磨，得到混配位金属碳纳米薄膜粉末；

将所述混配位金属碳纳米薄膜粉末、液态硅橡胶、聚乙烯吡咯烷酮按照预设比例进行均匀混合，得到混配位金属碳纳米胶体；

采用所述混配位金属碳纳米胶体在衬底上形成混配位纳米薄膜传感层，再在所述混配位纳米薄膜传感层上形成电极，得到所述柔性弯曲传感器；

提供整流放大单元，将所述整流放大单元与所述柔性弯曲传感器的电极连接；提供信号输出单元，将所述信号输出单元与所述整流放大单元连接。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在硅基底上生长混配位金属碳纳米薄膜，包括：

在真空腔体中，以微波等离子体为照射电子源，通过直流磁控溅射碳靶材和金属靶材，在硅基底上生长混配位金属碳纳米薄膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空腔体中，基片偏压为+0～80V，电流密度为100～110mA/cm²，电子通量为(1.25～1.34)×10²¹mm^-2s^-1。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混配位金属碳纳米薄膜粉末、所述液态硅橡胶、所述聚乙烯吡咯烷酮的质量比为40～50:1:45～55。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述采用所述混配位金属碳纳米胶体在衬底上形成混配位纳米薄膜传感层，包括：

在衬底上设置掩膜版，将混配位金属碳纳米胶体涂覆在所述在掩膜版上，得到混配位金属碳纳米胶体膜；

将所述混配位金属碳纳米胶体膜在70～120℃温度下固化25～35min，在衬底上形成混配位纳米薄膜传感层。