[发明专利]一种双裂缝结构的柔性形变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种双裂缝结构的柔性形变传感器，其特征在于：包括PDMS层（1）和导电物质层（2），所述PDMS层（1）的顶面设置裂缝一（4），底面设置裂缝二（5），所述裂缝二（5）贯穿PDMS层（1）下部的导电物质层（2），所述PDMS层（1）设置裂缝一（4）的顶面上溅射金属层（3），所述裂缝一（4）、裂缝二（5）逐个对应。

2.根据权利要求1所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器，其特征在于：所述裂缝一（4）、裂缝二（5）的数量均为5~20条，宽度均为50~200 nm。

3.根据权利要求1所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器，其特征在于：所述金属层（3）的厚度为20~100 nm。

4.根据权利要求1所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器，其特征在于：所述导电物质层（2）由石墨烯、碳纳米管、炭黑、MXene中任意一种材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器，其特征在于：所述金属层（3）由金、银、铜、铂中的任意一种材料制成。

6.一种双裂缝结构的柔性形变传感器的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一，称取1~5份PDMS预聚体和0.1~0.5份固化剂混合，再滴入0.01~0.1份正己烷，搅拌3~10 min，再将混合好的PDMS溶液放置于真空干燥炉，室温下抽气，保持真空环境5~20min，得到PDMS旋涂剂；

步骤二，取1~5份导电物质水分散液放置于烧杯中，加入50~100份去离子水稀释，再将稀释后的导电物质水分散液倒入抽滤装置中进行抽滤，待水抽滤干后取出沉积有导电物质的滤膜；

步骤三，将滤膜固定在预处理后的圆玻璃片上，在50~300 rpm的速率下旋涂PDMS旋涂剂，将旋涂好的圆玻璃片放置于真空干燥炉固化；

步骤四，将固化好的PDMS膜取出，除去其中的滤膜，得到覆盖导电物质层（2）的PDMS层（1），在PDMS层（1）上下两侧雕刻若干裂缝一、裂缝二；

步骤五，将PDMS层（1）没有覆盖导电物质层（2）的一面放在溅射仪中溅射，至表面覆盖一层金属层（3）；

步骤六，将铜箔固定在PDMS层（1）两侧，使得导电物质层（2）和金属层（3）连接，从两端的铜箔上引出导线，得到双裂缝结构的柔性形变传感器。

7.根据权利要求6所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器的制备方法，其特征在于：所述固化剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

8.根据权利要求6所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，导电物质水分散液为石墨烯水分散液、碳纳米管水分散液、炭黑水分散液、MXene水分散液中的任意一种。

9.根据权利要求8所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器的制备方法，其特征在于：所述导电物质水分散液的浓度为5~7 mg/mL。

10.根据权利要求6所述的一种双裂缝结构的柔性形变传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，在60~120℃真空环境下固化0.5~2 h。