[发明专利]一种受生物启发的超灵敏柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1. 一种受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，所述压力传感器由两块具有相同结构的聚二甲基硅氧烷微米柱/聚苯胺纳米刺的层级复合结构薄膜面对面组装而成，所述超灵敏柔性压力传感器厚度为160 μm~1000 μm；其特征在于，具体步骤如下：

（1）60~90℃下，在玻璃基底上通过固化剂固化聚二甲基硅氧烷1~6小时，得到聚二甲基硅氧烷树脂；

（2）将微球作为牺牲层制备微球模板，将微球模板放入220℃的烘箱加热，获得排列致密的微球模板牺牲层；

（3）在步骤（2）得到的微球模板牺牲层上加入由有机稀释剂和步骤（1）得到的聚二甲基硅氧烷树脂组成的混合溶液1~3g，采用成膜工艺，并于真空干燥器中抽气30~60 分钟，使聚二甲基硅氧烷树脂完全进入微球阵列空隙，于60~90℃热台上固化1~6小时，取下后，剥离聚二甲基硅氧烷树脂层，获得具有微米柱的聚二甲基硅氧烷薄膜；

（4）将步骤（3）得到的具有微米柱的聚二甲基硅氧烷薄膜放置于玻璃容器中，依次加入苯胺单体和过硫酸铵的高氯酸溶液，控制苯胺单体与过硫酸铵的摩尔比为1.5：1，高氯酸溶液的浓度为1 M，磁子搅拌反应，于-5~5℃下反应20~26小时，取出具有微米柱的聚二甲基硅氧烷薄膜，用去离子水冲洗干净，获得聚苯胺纳米刺均匀分布在聚二甲基硅氧烷微米柱阵列上的复合结构薄膜；

（5）取两块步骤（4）制备的聚苯胺纳米刺均匀分布在聚二甲基硅氧烷微米柱阵列上的复合结构薄膜，分别将其边缘用银浆与铜导电胶带固化在一起，并面对面组装，即可获得一种基于层级聚苯胺/聚二甲基硅氧烷阵列的超灵敏压力传感器。

2.根据权利要求1所述的受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，步骤（1）中玻璃基底上的聚二甲基硅氧烷的单体和固化剂的质量比为1：1~10：1。

3.根据权利要求1所述的受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述微球模板为微米聚苯乙烯微球、微米二氧化硅微球或微米聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，步骤（2）中微球模板在烘箱中的加热时间为24~96小时。

5.根据权利要求1所述的受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，步骤（2）中微球模板的微球粒径为3μm~15μm。

6.根据权利要求1所述的受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，步骤（3）中微球阵列模板的制备方法为单向摩擦法。

7.根据权利要求1所述的受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述有机稀释剂为甲苯、乙酸乙酯、环己烷或正己烷中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的受生物启发的超灵敏柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述成膜工艺为旋涂法、流延法、喷涂法、刮涂法、滴涂法或倒模法中任一种。