[发明专利]一种基于金属纳米线的柔性传感器、及其制备方法

权利要求书

1.一种基于金属纳米线的柔性传感器，其特征在于：由从下至上依次排列的第一PDMS薄膜层、金属纳米导电网络、电极、第二PDMS薄膜层，所述的金属纳米导电网络的直径为10-450nm，第二PDMS薄膜层的厚度为0.2-1μm；

所述的金属纳米导电网络是以将干净的ZnO/衬底放入磁控溅射镀膜中，然后抽真空，在10^-5Pa时，通入氩气，溅射金属靶材，得到厚度为5-20nm的非晶态的超薄金属非晶纳米薄膜；然后以0.2-0.4L/min的流量通入氮气，并按照2-5℃/min的速率将衬底温度升温到300-500℃，保温0.5-10min，非晶态的超薄金属薄膜在高温退火过程中缓慢结晶，由薄膜状态缓慢收缩，在氮气的辅助下，逐步形成金属纳米导电网络；

所述的第一PDMS薄膜层涂覆在金属纳米导电网络上，具体为在室温下将PDMS前驱体溶液涂覆到一体化金属纳米导电网络上，并在100-120℃下固化0.5-2小时，具体涂覆工艺为：400-600rps的速率下，涂覆10-30s，然后将转速调整为2000-2500rps，接着涂覆5-10s，接着将转速调大至4000-5000rps，再涂覆60-120s；在涂覆过程中，滴加10-20滴PDMS前驱体，即可在一体化金属纳米导电网络上获得均匀的第一PDMS薄膜层；

所述的第二PDMS薄膜层为采用喷雾成膜的方法均匀覆盖在金属纳米导电网络和电极上。

2.根据权利要求1所述的一种基于金属纳米线的柔性传感器，其特征在于：所述的金属纳米线为Pt纳米线、Au纳米线、Ag纳米线、Cu纳米线中的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的一种基于金属纳米线的柔性传感器，其特征在于：所述的ZnO/衬底的ZnO的厚度为0.5-10nm，ZnO/衬底的衬底为Si，蓝宝石，石英，玻璃，厚度为0.5-2mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于金属纳米线的柔性传感器，其特征在于：所述的第一PDMS薄膜层的厚度为0.5-100μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于金属纳米线的柔性传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)、制备金属非晶纳米薄膜，将干净的ZnO/衬底放入磁控溅射镀膜中，然后抽真空，在10^-5Pa时，通入氩气，溅射金属靶材，得到厚度为5-20nm的非晶态的超薄金属非晶纳米薄膜；

S2)、制备一体化金属纳米导电网络，然后以0.2-0.4L/min的流量通入纯度为99.999％的氮气，并按照2-5℃/min的速率将衬底温度升温到300-500℃，保温0.5-10min，非晶态的超薄金属薄膜，在高温退火过程中缓慢结晶，由薄膜状态缓慢收缩，在氮气的辅助下，逐步形成一体化金属纳米导电网络；

S3)、涂覆第一PDMS薄膜层，在室温下将PDMS前驱体溶液涂覆到一体化金属纳米导电网络上，并在100-120℃下固化0.5-2小时，具体涂覆工艺为：400-600rps的速率下，涂覆10-30s，然后将转速调整为2000-2500rps，接着涂覆5-10s，接着将转速调大至4000-5000rps，再涂覆60-120s；在涂覆过程中，滴加10-20滴PDMS前驱体，即可在一体化金属纳米导电网络上获得均匀的第一PDMS薄膜层；

S4)、剥离衬底，使用浓度为0.05-0.5mol/L的醋酸溶液浸泡30-300s，将一体化金属纳米导电网络/PDMS复合薄膜从衬底上剥离出来；

S5)、镀电极，在一体化金属纳米导电网络/PDMS复合薄膜两端上涂覆导电银浆或者透明导电胶带，并引出连接导线；

S6)、制备第二PDMS薄膜层，采用喷雾成膜的方法在一体化金属纳米导电网络和电极上均匀形成一层厚度为0.2-1μm的第二PDMS薄膜层。

6.根据权利要求5所述的一种基于金属纳米线的柔性传感器的制备方法，其特征在于：步骤S1)中，溅射金属靶材的溅射条件为：氩气压强为0.9-0.01Pa，溅射功率为80-130W，溅射时间为10-80s。