[发明专利]一种柔性压力传感器及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201810662791.2 申请日: 2018-06-25
公开(公告)号: CN109141693B 公开(公告)日: 2021-01-15
发明(设计)人: 刘向阳;张琳;林友辉 申请(专利权)人: 厦门大学
主分类号: G01L1/16 分类号: G01L1/16
代理公司: 厦门智慧呈睿知识产权代理事务所(普通合伙) 35222 代理人: 杨玉芳;杨唯
地址: 361005 福建省厦*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 柔性 压力传感器 及其 制备 方法
【说明书】:

本发明公开了一种柔性压力传感器及其制备方法。其中,所述柔性压力传感器包括由上至下依次叠放的上导电电极层、压力敏感电介层、下导电电极层,结构简单;其中的压力敏感电介层,可以在受到外界压力时,发生形变,导致电信号变化明显,在外界压力消除后,形变还原,恢复原状,对电学信号的灵敏度高。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及一种柔性压力传感器及其制备方法。

背景技术

柔性压力传感器是一种用于感知某些物体表面作用力大小的柔性电子器件,能贴附于各种不规则物体表面,在医疗健康、机器人、生物力学等领域有着广泛的应用前景,逐步受到人们的重视。

近年来,随着智能可穿戴电子的发展,柔性电子器件在医疗如人体生理信号检测和运动检测等、能源、信息、军事等领域表现出巨大的应用,其中,柔性压力传感器是外界感受到的压力转变为电学等信号的一种电子器件,可广泛应用到可穿戴电子设备中。

柔性压力传感器作为可穿戴电子设备重要的分支,受到越来越多的关注,专利CN106030467A提供了用于柔性传感器的技术。特别是压力传感器电介层的性能,是柔性压力传感器的关键,只有对外界压力敏感的材料,当受到很小的压力时,可以发生大的形变,对电学信号的灵敏度才会高。但是传统的大型机械压力传感器结构复杂,所采用的材料虽然可以承受高应力,但对电学信号的灵敏度低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种柔性压力传感器及其制备方法,该柔性压力传感器结构简单,对电学信号的灵敏度高。

根据本发明的一个方面,提供一种柔性压力传感器,包括:

由上至下依次叠放的所述上导电电极层、压力敏感电介层、下导电电极层;

所述压力敏感电介层,在受到外界压力时,发生形变,导致电信号变化明显,在外界压力消除后,形变还原,恢复原状。

其中,所述压力敏感电介层包括可控交联凝胶。

其中,所述可控交联凝胶包括角蛋白凝胶。

其中,所述角蛋白凝胶包括含二硫键的蛋白质所制备的凝胶。

其中,所述含二硫键的蛋白质所制备的凝胶包括牛血清蛋白BSA、β-乳球蛋白、大豆蛋白11S和S7、角蛋白。

其中,所述压力敏感电介层的传感灵敏度、压力传感范围随可控交联凝胶的凝胶交联度而产生变化。

其中,所述可控交联凝胶通过控制加入不同浓度的交联剂和加入不同质量分数的蛋白质来进行调控可控。

根据本发明的另一个方面,提供一种柔性压力传感器的制备方法,所述柔性压力传感器为如权利要求1至7任意一项所述的柔性压力传感器,所述柔性压力传感器的制备方法,包括:

将含二硫键的蛋白质与带有乙烯基砜的交联剂混合,得到对力敏感的角蛋白凝胶;

将所述得到的对力敏感的角蛋白凝胶作为压力敏感电介层,与导电电极层进行组合封装,组合封装得到柔性压力传感器。

其中,所述将含二硫键的蛋白质与带有乙烯基砜的交联剂混合,得到对力敏感的角蛋白凝胶,包括:

利用迈克尔加成反应,将含二硫键的蛋白质与带有乙烯基砜的交联剂混合,得到对力敏感的角蛋白凝胶。

其中,所述将所述得到的对力敏感的角蛋白凝胶作为压力敏感电介层,与导电电极层进行组合封装,组合封装得到柔性压力传感器,包括:

将所述得到的对力敏感的角蛋白凝胶作为压力敏感电介层,采用由上至下依次叠放一导电电极层作为上导电电极层、所述压力敏感电介层、一导电电极层作为下导电电极层的方式,与导电电极层进行组合封装,组合封装得到柔性压力传感器。

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