[发明专利]一种柔性电子压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性电子压力传感器，其特征在于，包括两片基板以及夹设于两片基板之间的若干个压力传感单元；所述压力传感单元由两片电极，以及设置于两片电极之间的复合压力传感膜组成；通过对荷叶叶面进行微图案处理得到所述基板，且基板具有柔性、可伸缩特性；所述复合压力传感膜由若干聚苯胺中空纳米球和用于连接相邻聚苯胺中空纳米球的多壁碳纳米管组成；各压力传感单元利用等离子体处理机并采用电极像素处理以形成呈设定面积的传感器阵列。

2.根据权利要求1所述的柔性电子压力传感器，其特征在于，所述基板的厚度为30um。

3.根据权利要求1或2所述的柔性电子压力传感器，其特征在于，所述电极为黄金材质的金电极，所述金电极的厚度为50um。

4.一种权利要求1至3任一项所述柔性电子压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，制备聚苯胺中空纳米球；

步骤S2，将聚苯胺中空纳米球与多壁碳纳米管按预设质量比混合分散到二甲基甲酰胺溶液中以得到第一混合物，干燥并去除所述第一混合物中的二甲基甲酰胺得到第二混合物，旋涂所述第二混合物以形成复合压力传感膜；

步骤S3，将复合压力传感膜夹设于两片电极之间以组装成压力传感单元；

步骤S4，制造柔性且可伸缩的具有微型图案的基板；

步骤S5，将若干个由步骤S3制得的压力传感单元夹设于两片基板之间，利用等离子体处理机并采用电极像素处理以形成呈设定面积的传感器阵列。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制备聚苯胺中空纳米球的具体步骤包括：

步骤S11，制备磺化聚苯乙烯纳米球粉末；

步骤S12，将苯胺单体吸附到磺化聚苯乙烯纳米球粉末上以制得第一混合溶液；

步骤S13，第一混合溶液经盐酸和过硫酸铵处理得到第二混合溶液，所述第二混合溶液采用冰浴和离心处理以获得深绿色聚苯胺包覆的聚苯乙烯纳米球粉末；

步骤S14，采用四氢呋喃溶解所述聚苯乙烯纳米球粉末以去除聚苯乙烯核，并通过离心处理以得到聚苯胺中空纳米球。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的预设质量比为5:1。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的第一混合物中还加入有聚偏氟乙烯混合溶液，以使得用于制备复合压力传感膜的膜具有良好的成膜性能。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中制造柔性且可伸缩的具有微型图案的基板的具体步骤包括：

步骤S41，将固化剂与碱基单体充分混合，以制备聚二甲硅氧烷的预聚体，其中固化剂与碱基单体的重量比为10:1；

步骤S42，将预聚体在室温下真空中脱气10分钟去除气泡，以得到聚二甲硅氧烷的混合溶液；

步骤S43，将混合溶液旋涂到荷叶叶面上，并在70℃下固化2小时以制得柔性且可伸缩的具有微型图案的基板，其中旋涂转速为400转/分钟。