[发明专利]基于皮革的压力传感器及其制备方法及压力传感阵列

说明书

本发明公开了一种基于皮革的压力传感器，包括第一皮革和第二皮革，所述第一皮革和所述第二皮革通过粘合或缝纫固定相对位置，第一皮革包括第一皮革本体和导电材料，第一皮革本体与所述导电材料复合，第二皮革包括第二皮革本体和导电材料，第二皮革本体与所述导电材料复合。该压力传感器的材料成本低，制备方法简单，可实现大面积制备和工业化。

技术领域

本发明属于柔性电子领域，具体涉及基于皮革的压力传感器及其制备方法及压力传感阵列。

背景技术

柔性已逐渐成为电子设备发展过程中人们关注的重点。基于半导体晶体或玻璃的传统传感器是刚性和易碎的衬底材料，这不利于可穿戴和便携式设备的实现。虽然柔性材料在某些方面不能取代用传统半导体材料制备的器件，但是重量轻，成本低，柔性的材料也吸引了很多研究者的关注。事实上，柔性的电子产品已经潜移默化地影响了我们的日常生活。由此可见，制备具有柔性的新型压力传感器具有提高人类生活质量的潜力。压力传感器是用来检测垂直施加在固体界面的单位区域上的力。目前，潜心研究压力传感的科研人员专注于器件的柔性化、器件的灵敏度、简单的制备工艺、低成本以及工业化。为了实现器件的可穿戴和低成本，他们研制了许多柔性基底；为了提高压力传感器的性能，他们在各种基底上设计了许多不同结构。虽然他们提出的策略在成本效益和快速制备方面显示出非常吸引人的特征，但由于没有临床测试的验证其作为实际电子应用还不具有说服力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于皮革的压力传感器及其制备方法及压力传感阵列，解决现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供了一种基于皮革的压力传感器，包括第一皮革和第二皮革，所述第一皮革和所述第二皮革通过粘合或缝纫固定连接，所述第一皮革包括第一皮革本体和导电材料，所述第一皮革本体与所述导电材料复合，所述第二皮革包括第二皮革本体和导电材料，所述第二皮革本体与所述导电材料复合。

其中，优选为通过PVA将第一皮革和第二皮革进行粘合。

在一些实施方式中，第一皮革本体为蓝湿皮、天然革、合成革或人造革中的一种，所述第二皮革本体为蓝湿皮、天然革、合成革或人造革中的一种。

压力传感器的电阻可通过控制在第一皮革和第二皮革上复合的导电材料的量来进行有效的控制。

在一些实施方式中，第一皮革的电阻大小范围为100Ω/cm²-7kΩ/cm²，所述第二皮革的电阻大小范围为100Ω/cm²-7kΩ/cm²。其中，第一皮革和第二皮革的电阻大小优选为为小于2kΩ/cm²。

在一些实施方式中，导电材料为、金属纳米材料、纳米碳材料、导电聚合物中一种或多种。

其中，纳米金属材料包括银纳米线、铜纳米线、金纳米线等，纳米碳材料包括石墨烯、单臂碳纳米管、多壁碳纳米管、炭黑等，导电聚合物包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚对苯撑、聚对苯撑乙烯和聚双炔等。

优选的，导电材料为碳纳米管、银纳米线、铜纳米线、金纳米线、石墨烯。

其中，由于皮革本体具有的官能团羧基、氨基、羟基、巯基、双硫键等，上述的导电材料中碳纳米管和石墨烯，可以通过化学键或者氢键等的分子间相互作用力与皮革本体结合在一起，或者通过静电吸附与皮革本体结合在一起，以增强导电材料与皮革本体的结合。

在一些实施方式中，复合的方法为抽滤、浸渍、旋涂、蘸涂、喷涂或印刷中的一种或多种。

具体的，比如抽滤：将皮革本体裁剪至砂芯漏斗直径大小相匹配，置于砂芯漏斗上，用循环水泵对导电材料配制的溶液抽滤，通过控制抽滤的次数，即控制每块皮革上面导电材料的质量，最后清洗、烘干。

一种基于皮革的压力传感器的制备方法，包括以下步骤：