[发明专利]兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜，其特征在于，包括：

被树脂包埋的可导电垂直纳米管阵列薄膜与超薄的单一组分聚合物弹性薄膜，

其中，所述超薄的单一组分聚合物弹性薄膜的厚度小于1μm。

2.根据权利要求1所述的兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜，其特征在于：

其中，所述超薄的单一组分聚合物弹性薄膜作为感应层，其组分的纯净度大于90％。

3.根据权利要求1所述的兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜，其特征在于：

其中，所述被树脂包埋的可导电垂直纳米管阵列薄膜的弹性模量为所述超薄的单一组分聚合物弹性薄膜的弹性模量的5倍以上，

所述被树脂包埋的可导电垂直纳米管阵列薄膜设置在所述超薄的单一组分聚合物弹性薄膜的上表面上。

4.一种兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，制备具有垂直纳米管阵列结构的可导电材料；

步骤2，将所述可导电材料包埋于环氧树脂中，在真空环境中缓慢固化，得到包埋块体；

步骤3，将所述包埋块体沿垂直于所述可导电材料的纳米管纤维的方向进行超薄切片，得到可导电垂直纳米管阵列薄膜；

步骤4，将所述可导电垂直纳米管阵列薄膜平铺于导电金属箔或其他导电薄膜表面，并利用等离子体清洗技术，对所述可导电垂直纳米管阵列薄膜的表面进行清洗；

步骤5，在平整的硬衬底表面旋涂一层牺牲层，利用磁控溅射技术在所述牺牲层上生长一层可导电电极，随后在该可导电电极表面利用旋涂技术，旋涂稀释后的聚合物弹性体，并在低温下使其溶剂缓慢挥发，聚合物固化成膜，得到超薄的单一组分聚合物弹性薄膜；

步骤6，将清洗后的所述可导电垂直纳米管阵列薄膜贴合在所述超薄的单一组分聚合物弹性薄膜的上表面上，并使用乙醇润湿贴合面，在真空条件下除去贴合面中的气泡和乙醇，得到压力传感薄膜；

步骤7，从所述压力传感薄膜引出电极导线后，将所述压力传感薄膜进行封装，得到兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜，

其中，所述高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜为权利要求1-3中任意一项所述的高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜。

5.根据权利要求4所述的兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜的制备方法，其特征在于：

其中，步骤1中，使用化学气相沉积方法制备所述可导电材料，

所述可导电材料的纳米管包含单臂碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种，

所述可导电材料的所述纳米管的管径为1nm-300nm。

6.根据权利要求4所述的兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜的制备方法，其特征在于：

其中，步骤3中，所述可导电垂直纳米管阵列薄膜的厚度为0.2μm-20μm。

7.根据权利要求4所述的兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜的制备方法，其特征在于：

其中，步骤5中，所述牺牲层的材料包含聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯以及葡聚糖中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜的制备方法，其特征在于：

其中，步骤5中，所述聚合物弹性体为聚二甲基硅氧烷、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物以及聚氨酯中的任意一种。

9.根据权利要求4所述的兼具高灵敏度及高精度的场发射柔性压力传感薄膜的制备方法，其特征在于：

其中，步骤5中，所述聚合物弹性体在5％应变时，弹性模量小于50MPa。