[发明专利]一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器，其特征在于，包括上层石墨烯阵列（1）、金属连接条、两个柔性衬底（5）和下层石墨烯阵列（8），两个柔性衬底（5）一上一下平行分布，上层石墨烯阵列（1）固定设置在位于上方的柔性衬底（5）的下底面，下层石墨烯阵列（8）固定设置在位于下方的柔性衬底（5）的上底面，上层石墨烯阵列（1）和下层石墨烯阵列（8）位于两个柔性衬底（5）之间，上层石墨烯阵列（1）位于下层石墨烯阵列（8）上方；

上层石墨烯阵列（1）和下层石墨烯阵列（8）均包括多个石墨烯压力传感单元（2），上层石墨烯阵列（1）中的石墨烯压力传感单元（2）阵列分布，下层石墨烯阵列（8）中的石墨烯压力传感单元（2）阵列分布，上层石墨烯阵列（1）中的石墨烯压力传感单元（2）和下层石墨烯阵列（8）中的石墨烯压力传感单元（2）对齐紧贴；

上层石墨烯阵列（1）中每一行石墨烯压力传感单元（2）之间通过金属连接条连接且下层石墨烯阵列（8）中每一列石墨烯压力传感单元（2）之间通过金属连接条连接，或者，上层石墨烯阵列（1）中每一列石墨烯压力传感单元（2）之间通过金属连接条连接且下层石墨烯阵列（8）中每一行石墨烯压力传感单元（2）之间通过金属连接条连接，形成纵横交错的网状石墨烯结构；

通过激光直写在位于上方的柔性衬底（5）的下底面上制备配合上层石墨烯阵列（1）中石墨烯压力传感单元（2）的上层浮雕轮廓，上层石墨烯阵列（1）中石墨烯压力传感单元（2）固定设置在上层浮雕轮廓中；

通过激光直写在位于下方的柔性衬底（5）的上底面上制备配合下层石墨烯阵列（8）中石墨烯压力传感单元（2）的下层浮雕轮廓，下层石墨烯阵列（8）中石墨烯压力传感单元（2）固定设置在下层浮雕轮廓中，上层浮雕轮廓和下层浮雕轮廓具有两边凸起、中间凹陷的双峰微观结构，使得浮雕轮廓表面的石墨烯压力传感单元（2）形成具有两边凸起、中间凹陷的双峰微观结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器，其特征在于，

包括导电银浆（4），涂抹导电银浆（4）在石墨烯压力传感单元（2）的预留接口（6）和金属连接条的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器，其特征在于，

金属连接条为铜箔（3）。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器，其特征在于，

包括多个导线（7），相邻两边的上层石墨烯阵列（1）中石墨烯压力传感单元（2）和下层石墨烯阵列（8）中石墨烯压力传感单元（2）均分别引出一个导线（7）。

5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器，其特征在于，

上层石墨烯阵列（1）中的石墨烯压力传感单元（2）行数和下层石墨烯阵列（8）中的石墨烯压力传感单元（2）行数相同，上层石墨烯阵列（1）中的石墨烯压力传感单元（2）列数和下层石墨烯阵列（8）中的石墨烯压力传感单元（2）列数相同。

6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器，其特征在于，

柔性衬底材质为聚二甲基硅氧烷。

7.基于权利要求1的一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：

1）将主剂和固化剂混合搅拌均匀后涂抹在PI胶带上，并加热固化在PI胶带上，主剂和固化剂混合后制得柔性衬底；

2）将PI溶液和碳纳米管混合搅拌均匀后涂抹在柔性衬底上，加热固化成PI膜；

3）激光直写PI膜得到浮雕轮廓，制备石墨烯阵列，将柔性衬底和石墨烯阵列从PI胶带上整体转移，将石墨烯压力传感单元固定在浮雕轮廓中；

石墨烯压力传感单元之间通过金属连接条连接，石墨烯压力传感单元引出导线；

4）采用步骤3）制得上层石墨烯阵列和下层石墨烯阵列，将上层石墨烯阵列和下层石墨烯阵列对齐紧贴，制得权利要求1所述的柔性压力传感器。

8.基于权利要求7所述的一种基于石墨烯阵列的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，主剂和固化剂按照10：1的质量比混合，制得聚二甲基硅氧烷材质的柔性衬底；将PI溶液和碳纳米管按照200：1的质量比混合。