[发明专利]一种柔性压阻传感器

说明书

本发明基于一种极其灵敏的金字塔式互锁结构的柔性压阻传感器，包括两个膜组件，所述膜组件由PDMS和涂覆在PDMS表面的rGO层构成，该膜组件正面具有金字塔阵列；两个膜组件正面相对，其表面的金字塔阵列相互嵌合，相互接触而导通的电路电阻。由于中间导电通路是由金字塔塔尖接触而导通的，因此即使受到非常微小的力，也会改变金字塔塔尖所形成的导电通路，因此，具有极高的灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种柔性压阻传感器，属于电子器件领域。

背景技术

随着科技的发展，柔性压阻传感器在现代工业和民用领域发挥着越来越重要的作用，比如：大型国防设备狭小曲面层间压力测量、机器人指端触觉和电子皮肤研制等领域。导电高分子复合材料具有压阻特性和柔性，故而可用于制备柔性压阻传感器。但是，目前基于这种复合材料的传感器大多采用基于片状金属电极的三明治结构，金属电极占据了大部分压敏区域，降低了传感探头的柔性，使其无法应用于弯曲程度较大的场合。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种柔性压阻传感器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种柔性压阻传感器，包括两个膜组件，所述膜组件由PDMS和涂覆在PDMS表面的rGO层构成，该膜组件正面具有金字塔阵列；两个膜组件正面相对，其表面的金字塔阵列相互嵌合。

进一步地，传感器的信号输出是通过两个铜电极实现的，铜电极通过银胶粘贴于rGO层，两个铜电极关于膜组件中心对称。

进一步地，两个膜组件封装在PDMS内。

进一步地，所述膜组件通过以下步骤制备得到：

(1)将正庚烷，乙酸乙酯，十八烷基三甲氧基硅氧烷按照体积比1000:50:20配置成溶液，将硅模板浸泡在该溶液中两小时，进行疏水处理。所述硅模板正面带有金字塔阵列结构；

(2)将PDMS与交联剂按质量比10:1比例混合均匀后，反复真空除气泡，旋涂在疏水处理后的硅模板表面。将涂有PDMS的硅模板放在鼓风干燥机中，60℃加热2小时。固化后，与硅模板水中剥离。

(3)对表面具有金字塔微结构的PDMS表面进行氧等离子处理，增加其表面亲水性。

(4)将具有金字塔微结构的PDMS反复涂抹rGO溶液。待溶液干燥后即可进行组装，以获得柔性压阻传感器。

进一步地，所述rGO溶液的浓度为1mg/ml。

进一步地，所述rGO层的厚度大约在500μm左右。

本发明的有益效果在于：本发明采用两个互锁的膜组件，且中间导电通路是由金字塔塔尖接触而导通的，因此即使受到非常微小的力，也会改变金字塔塔尖所形成的导电通路。而不同弯曲角度，不同按压力度都会形成不同的电阻变化，相比于现有的传感器，本发明在灵敏性方面有大大的提高。

附图说明

图1为本发明的结构展开图。

图2为金字塔微结构示意图；

图3为金字塔微结构示意图；

图4为本发明灵敏度测试图。

具体实施方式