[发明专利]一种柔性可穿戴式电子应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性可穿戴式电子应变传感器，其特征在于，包括柔性基体，所述柔性基体内具有柔性的微通道，所述微通道内设置有充满微通道的液态导体或半液态导体，所述微通道的两端设置有电极；

柔性的所述微通道其长度和横截面可在外力作用下改变，且所述微通道为封闭腔体，所述电极的端部与微通道内的半液态导体或液态导体接触，所述电极与柔性基体之间通过密封材料密封，外部载荷的作用造成微通道的长度和横截面改变，从而改变半液态导体或液态导体的电阻；其中，

所述柔性基体采用降解聚酯材料或硅橡胶材料。

2.如权利要求1所述的一种柔性可穿戴式电子应变传感器，其特征在于，所述微通道内设置有液体导体共晶镓铟。

3.如权利要求1至2中任一项所述的一种柔性可穿戴式电子应变传感器，其特征在于，所述微通道呈条形、折线形、蛇形、圆形或弧形；或者/和，所述微通道设置有一个或至少两个。

4.一种可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备具有如权利要求1至3中任一项所述的一种柔性可穿戴式电子应变传感器。

5.一种柔性可穿戴式电子应变传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备具有微通道的柔性基体；于所述微通道内注入充满微通道的液态导体或半液态导体，于所述微通道的两端插入电极；电极与柔性基体之间通过密封材料密封；

形成柔性基体主体包括以下步骤：

在硅橡胶薄膜处于半凝固状态时把脱模后的柔性基体主体压在硅橡胶薄膜上。

6.如权利要求5所述的一种柔性可穿戴式电子应变传感器的制备方法，其特征在于，制备所述柔性基体包括以下步骤：

制备微通道模具和柔性材料溶液，将柔性材料溶液混合后去除气泡；

向微通道模具中加入混合并去除气泡后的所述柔性材料溶液形成柔性基体主体；

在基板上滴入混合并去除气泡后的柔性材料溶液，并使柔性材料溶液形成一层柔性材料薄膜；

将所述柔性基体主体压于未完全固化的所述柔性材料薄膜上，使所述柔性基体主体和柔性材料薄膜形成具有微通道的柔性基体。

7.如权利要求6所述的一种柔性可穿戴式电子应变传感器的制备方法，其特征在于，于所述微通道内注入液态导体或半液态导体包括以下步骤：

采用两个注射器插入所述微通道的两端，其中一个注射器内具有液态导体；另一个注射器抽所述微通道中的空气，具有液态导体的注射器向所述微通道内注入液态导体，使液态导体充满微通道，拔出所述注射器。

8.如权利要求5所述的一种柔性可穿戴式电子应变传感器的制备方法，其特征在于，于所述微通道的两端插入电极包括以下步骤：

将两个电极分别插入所述微通道的两端，使用柔性材料溶液密封微通道。

9.如权利要求6所述的一种柔性可穿戴式电子应变传感器的制备方法，其特征在于，将柔性材料溶液混合和去除气泡包括以下步骤：

采用Ecoflex系列硅橡胶溶液放入离心混合器的容器中，所述离心混合器的转速为300-400rpm，保持时间为10-15s后，所述离心混合器的转速提高到1400-1600rpm，保持时间为25-30s，得到混合后的硅橡胶溶液；

把混合后的硅橡胶溶液放入真空抽滤装置中，开启所述真空抽滤装置的真空泵，得到去除气泡后的硅橡胶溶液；

形成柔性基体主体包括以下步骤：

在所述微通道模具表面喷至少一层脱模剂薄膜，接着使用移液器往所述微通道模具中填充去除气泡后的硅橡胶溶液；

将所述微通道模具移到烤箱中，在80摄氏度的条件下烘烤45-60min，脱模后得到柔性基体主体；

在基板上滴入去除气泡后的硅橡胶溶液，放入匀胶机中旋转形成一层硅橡胶薄膜，匀胶机转速设置为350-400rpm，匀胶时间为25-30秒；

在硅橡胶薄膜处于半凝固状态时把脱模后的柔性基体主体压在硅橡胶薄膜上，待柔性基体主体与硅橡胶薄膜粘接密封完好时放在室温静置45-60min，得到具有微通道的柔性基体。