[发明专利]传感器及其制备方法，以及传感器的使用方法

说明书

一种传感器的制备方法，其包括以下步骤：将高分子单体、交联剂、光引发剂和一价银离子盐设置在水中，得到一混合溶液；将所述混合溶液放入一模具中，该模具具有相对的第一内表面和第二内表面，所述第一内表面和第二内表面的表面粗糙度不相同；利用紫外光照射放入所述模具中的混合溶液，得到一水凝胶复合物，所述水凝胶复合物具有相对的第一表面和第二表面，并且所述第一表面和第二表面的表面粗糙度不相同；将所述水凝胶复合物与所述模具分离；以及使所述第一表面与一第一电极接触，使所述第二表面与一第二电极接触。本发明还涉及利用所述制备方法所制备的传感器，以及该传感器的使用方法。

技术领域

本发明涉及柔性压力传感技术领域，尤其涉及一种传感器及其制备方法，以及传感器的使用方法。

背景技术

近来人们对实时健康监测、可穿戴显示、仿生假肢和类人机器人技术的需求与日俱增。其中，柔性压力传感技术得到电子学、力学、材料科学、机器人和生物工程等领域研究者的高度关注。在目前研究当中，与柔性拉伸传感器相比，柔性压力传感器的灵敏度低，但是它感受力的方式和皮肤类似，在人工智能应用、移动监护和远程医疗诊断等领域扮演重要角色。

柔性压力传感器一般包括导体和弹性体，当按压该弹性体时，所述柔性压力传感器的电信号发生改变。然而，所述柔性压力传感器要求较大的压强施加在弹性体上，因此，所述柔性压力传感器具有较低的感应性能和灵敏度。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种具有较高灵敏度的传感器及其制备方法，以及该传感器的使用方法。

一种传感器的制备方法，其包括以下步骤：将高分子单体、交联剂、光引发剂和一价银离子盐设置在水中，得到一混合溶液；将所述混合溶液放入一模具中，该模具具有相对的第一内表面和第二内表面，所述第一内表面和第二内表面的表面粗糙度不相同；利用紫外光照射放入所述模具中的混合溶液，得到一水凝胶复合物，所述水凝胶复合物具有相对的第一表面和第二表面，并且所述第一表面和第二表面的表面粗糙度不相同；将所述水凝胶复合物与所述模具分离；以及使所述第一表面与一第一电极接触，使所述第二表面与一第二电极接触。

一种传感器，其包括一弹性体、一第一电极和一第二电极，所述弹性体为一水凝胶复合物，该水凝胶复合物包括一水凝胶和多个分布在所述水凝胶中的一价银离子，所述水凝胶复合物具有表面粗糙度不相同且相对设置的一第一表面和一第二表面，所述第一电极与所述第一表面接触，所述第二电极与所述第二表面接触。

一种传感器的使用方法，其包括以下步骤：提供一传感器，该传感器包括一水凝胶复合物、一第一电极和一第二电极，该水凝胶复合物包括一水凝胶和多个分布在所述水凝胶中的一价银离子，所述水凝胶复合物具有相对设置的一第一表面和一第二表面，并且所述第一表面的表面粗糙度小于所述第二表面的表面粗糙度，所述第一电极与所述第一表面接触，所述第二电极与所述第二表面接触；将所述第一电极与一外电源的正极电连接，并且将所述第二电极与所述外电源的负极电连接；所述传感器工作一段时间后，所述水凝胶复合物上形成一银沉淀物；以及通过去除所述银沉淀物或填充一价银离子来提高所述传感器的灵敏度。

与现有技术相比，本发明提供的水凝胶复合物具有表面粗糙度不相同的第一表面和第二表面，当第一表面、第二表面与外电源电连接组成传感器时，该传感器具有较高的灵敏度，在0-75Pa的范围内灵敏度可达56kPa^-1，在75Pa-1500Pa范围内的灵敏度可达171kPa^-1；所述传感器可检测低至0.1Pa的重物，并且所述传感器的工作电压小，可以仅为20mV。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水凝胶复合物的制备方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的模具的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的水凝胶复合物的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的水凝胶复合物的环境扫描电子显微镜(ESEM)照片。