[发明专利]一种同时调控灵敏度和可延展性的应力传感器及制备方法

权利要求书

1.一种同时调控灵敏度和可延展性的应力传感器，其特征在于：所述应力传感器为在工作时可承受形变的片形结构，包括以可延展的柔性衬底（1）连接并固定的应力传感件A（3）和应力传感件B（2）；所述应力传感件A的灵敏度大于应力传感件B，可耐受形变量小于应力传感件B；所述应力传感件A和应力传感件B电性连接；所述应力传感件B的可耐受形变量接近于或等于柔性衬底的可耐受形变量；当应力传感器用于弯曲应力测试时，所述应力传感件B位于应力传感器工作时柔性衬底形变量大的部位；

当应力传感器为用于拉伸应力测试的应力传感器时，所述片形结构呈矩形，所述应力传感件A位于片形结构的中部，所述应力传感件B位于片形结构两侧的边沿部；

所述应力传感件A和应力传感件B以含导电纳米颗粒的粘合剂固定于柔性衬底的同一面；所述片形结构边沿处设有应力传感器的引线（5）；

所述柔性衬底以含导电纳米颗粒的粘合剂形成应力传感件A和应力传感件B之间的电性连接（4）；

应力传感件A感应面与应力传感件B感应面连接；

当应力传感器为用于弯曲应力测试的应力传感器时，所述片形结构呈长矩形，所述应力传感件B位于片形结构的中部，所述应力传感件A位于片形结构的长边两端部。

2.根据权利要求1所述的一种同时调控灵敏度和可延展性的应力传感器，其特征在于：所述应力传感件B感应面的敏感材料包括褶皱碳材料、褶皱金属或褶皱有机电极；所述褶皱碳材料为褶皱石墨烯或褶皱碳纳米管；所述褶皱金属包括但不限于褶皱金或褶皱银；所述褶皱有机电极包括但不限于PEDOT:PSS；

所述应力传感件A感应面的敏感材料包括但不限于平面碳材料、导电金属、导电合金或有机电极；

所述导电纳米颗粒为金属纳米材料，所述金属纳米材料包括但不限于纳米金或纳米银；

所述柔性衬底的村料为聚甲基硅树脂、氨基硅树脂或氟硅树脂其中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种同时调控灵敏度和可延展性的应力传感器，其特征在于：所述柔性衬底的可延展性在0～1000%之间，其厚度在0.1mm~1mm之间。

4.根据权利要求3所述的一种同时调控灵敏度和可延展性的应力传感器，其特征在于：所述应力传感件B可承受的应变在0～1000%，应力传感件A的灵敏度在1～10000之间。

5.一种同时调控灵敏度和可延展性的应力传感器的制备方法，其特征在于：权利要求2所述用于拉伸应力测试的应力传感器，其制备方法为：

步骤A1、预拉伸柔性衬底，以转印工艺把平面石墨烯转印至柔性衬底两侧端部；

步骤A2、使柔性衬底回缩复位，使柔性衬底两端部的平面石墨烯形成褶皱石墨烯，褶皱石墨烯成型为应力传感件B感应面的敏感材料；

步骤A3、以转印工艺把平面石墨烯转印至柔性衬底的中间位置，成型为应力传感件A感应面的敏感材料，并使应力传感件A感应面与应力传感件B感应面连接；

步骤A4、把含纳米金颗粒的粘合剂通过滴涂方法掺杂于应力传感件A感应面与应力传感件B感应面的连接位置处，并在柔性衬底两侧端部的应力传感件B感应面处引出引线；

步骤A5、把柔性衬底、应力传感件A、应力传感件B和引线以可延展柔性薄膜封装。

6.根据权利要求5所述的一种同时调控灵敏度和可延展性的应力传感器的制备方法，其特征在于：所述可延展柔性薄膜的材料为Ecoflex。