[发明专利]基于碳纳米管的点阵型压力分布传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于齿科临床检验用传感装置技术领域，具体涉及一种用于对牙齿咬合受力测量的基于碳纳米管的点阵型压力分布传感器，并且还涉及该种压力分布传感器的制备方法。

背景技术

在牙科（也称齿科）临床中包括对牙齿矫治、义齿种植和保健等，均需对牙齿的上下牙之间的接触面上的各个点进行诊断，传统的诊断方法费时费料，价格昂贵，同时也会给患者增加痛苦。美国Tekscan公司于1989年提出了一种测量牙齿啮合的柔性压力传感器（专利号为：US4856993），该压力传感器由薄膜和涂布在薄膜上的涂覆层构成，涂覆层由聚合物粘合剂、半导电的填充颗粒（炭黑）和有机溶剂经搅匀构成。当患者咬住这种带有网格状接触点的薄片时，便在网格的纵与横之间的接触点上产生的压力导致电性能发生变化，通过软件使上下牙咬合的每一个接触点的状态在显示器上显示。这种压力传感器具有良好的高温稳定性、口腔使用安全和空间分辨率能区分分离0.050英寸的接触点等长处。

但是，由于US4856993所描述的压力传感器的涂覆层材料采用的是炭黑材料，因而存在以下缺憾：其一，由于炭黑材料具有一定的团聚性，经分散搅拌后的均匀性比较差，由此而引起的电导性能即压力和电阻率的关系趋向于由图4所示的指数衰减曲线形状，难以真实地反映下牙齿咬合的受力情况，对牙齿矫治和义齿种植等的效果构成一定的影响；其二，这种压力传感器虽然具有良好的柔性特点，但是由于材料和聚合的因素对诸如机械强度和稳定性造成一定的影响，具体表现为回复性差，咬合使用的寿命次数仅为30次左右；其三，如前述，由于炭黑的团聚性而使其分散不均匀，使某些点的导电性能欠缺，使得空间分辨率不高，从而难以全面地反映咬合面的细微状况。

鉴于上述原因，本申请人作了积极而有益的探索与实践，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于真实地反映上下牙齿咬合的受力情况而藉以保障对牙齿矫治和义齿种植及保健的临床效果，有利于显著改善回复性而藉以显著提高咬合使用的寿命次数，有益于显著改善导电性能和确保空间分辨率而藉以保证在上下牙齿咬合接触过程中端面上的每个细微点得以被测取的基于碳纳米管的点阵型压力分布传感器，同时该传感器会随着牙齿的咬合压力大小而输出一个动态的电阻率的数据信号。

本发明的还有一个任务在于提供一种基于碳纳米管的点阵型压力分布传感器的制备方法，该方法工艺步骤简练并且不苛刻，能保障基于碳纳米管的点阵型压力分布传感器的所述技术效果的全面体现。

本发明的这个任务是这样来完成的，一种基于碳纳米管的点阵型压力分布传感器，包括一第一薄膜基片和一第二薄膜基片，该第一、第二薄膜基片彼此的形状相同并且相互面对面配合；一组第一电极和一组第二电极，一组第一电极既彼此并行又相互间隔地敷设在所述的第一薄膜基片朝向所述的第二薄膜基片的一侧，而一组第二电极同样既彼此并行又相互间隔地敷设在第二薄膜基片朝向第一薄膜基片的一侧，并且第一、第二电极彼此形成十字交错关系，藉由第一、第二电极的十字交错形成行与列的电极矩阵点阵，所述的一组第一电极中的每个第一电极通过第一连线与第一电极终端相连接，所述的一组第二电极中的每个第二电极通过第二连线与第二电极终端相连接；一第一复合层和一第二复合层，位于所述的第一、第二薄膜基片之间，第一复合层覆盖于第一电极上，第二复合层覆盖于第二电极上；一第一绝缘层和一第二绝缘层，该第一、第二绝缘层位于第一、第二薄膜基片之间，其中：所述的第一、第二薄膜基片均为聚酯薄膜，所述的第一电极、第二电极、第一连线、第二连线、第一电极终端和第二电极终端的材料均为银。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的第一、第二复合层均为使用了碳纳米管的树脂复合层。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的第一、第二绝缘层均为使用了绝缘油墨的绝缘层。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述的第一薄膜基片上并且在对应于所述的第二电极终端的位置构成有一第一凹腔，而在第二薄膜基片上并且在对应于所述的第一电极终端的位置构成有一第二凹腔，所述的第一电极终端位于所述第二凹腔内，而所述第二电极终端位于所述第一凹腔内。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的第一电极和所述的第二电极的宽度均为0.7-0.9㎜，相邻电极之间的间距均为0.4-0.6㎜。