[发明专利]一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器，其特征在于，包括柔性多孔网状结构（1），以及设置在柔性多孔网状结构（1）上的多个压力传感单元（2）和柔性温度传感器（3），所述压力传感单元（2）分布于柔性多孔网状结构（1）的网格交叉节点上，多个压力传感单元（2）形成压力传感阵列；所述柔性温度传感器（3）以周期性方波结构设置在压力传感阵列四周。

2.根据权利要求1所述的一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器，其特征在于，所述柔性多孔网状结构（1）由交叉90°的等间距硅胶线组成。

3.根据权利要求2所述的一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器，其特征在于，硅胶线中心距为0.6~1.5mm，柔性多孔网状结构（1）的厚度为1~1.2 mm。

4.根据权利要求2或3所述的一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器，其特征在于，柔性多孔网状结构（1）的孔洞面积≥400 μm×400 μm，孔洞密度≥100 cm^-2。

5.根据权利要求1所述的一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器，其特征在于，压力传感单元（2）的敏感单元层材料包括聚二甲基硅氧烷、碳纳米管、银纳米线和石墨烯。

6.根据权利要求1或5所述的一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器，其特征在于，压力传感单元（2）为直径30~60 μm的中空孔隙微结构。

7.根据权利要求1所述的一种高透气电子皮肤柔性压力温度传感器，其特征在于，柔性温度传感器（3）由银纳米墨水在PET柔性薄膜表面喷墨打印制备。

8.一种如权利要求1所述的压力温度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）配制压力传感单元（2）的柔性基底材料和压力敏感材料，用3D打印机打印先打印出柔性多孔网状结构（1），再在柔性多孔网状结构（1）的网格交叉节点上打印压力传感单元（2）形成压力传感阵列；

b）将压力传感阵列加热固化，之后去除压力传感单元（2）上的水溶性微粒牺牲材料，在敏感层中制备出孔隙微结构；

c）使用微电子喷墨打印机在30~100 μm PET薄膜上打印制备周期性方波结构的柔性温度传感器（3）；

d）将柔性温度传感器（3）贴附于压力传感阵列四周，使用排线引出各传感器电极。

9.根据权利要求8所述的压力温度传感器的制备方法，其特征在于，按照质量比为 7:3-9:1将聚二甲基硅氧烷SE1700和Sylgard 184混合配制可挤出式3D打印的压力传感单元（2）的柔性基底材料。

10.根据权利要求9所述的压力温度传感器的制备方法，其特征在于，按照质量比为12:1:2将聚二甲基硅氧烷SE1700、导电纳米材料和水溶性微米颗粒混合配制可挤出式3D打印的压力传感单元（2）的压力敏感材料。