[发明专利]一种用于生理信息传感的柔性基材及其制造方法

权利要求书

1.一种用于生理信息传感的柔性基材，其特征在于从下至上依次为支撑层、缓冲层和结构层；所述支撑层为柔性薄层材料制备而成，在支撑层上设有多孔微纳结构的缓冲层，在缓冲层上设有用于承载传感器件的可自黏附于皮肤表面的超薄结构层；所述缓冲层设有加强筋作为支撑层与结构层之间连接结构，用于加强柔性基材整体刚度；

所述支撑层的形状包括圆形或多边形；所述多边形包括三角形、正方形或矩形；所述支撑层的厚度小于1mm，弹性模量5Mpa；所述缓冲层的厚度小于0.1mm；所述结构层厚度为1～10μm，弹性模量5Mpa；

所述多孔微纳结构包括微纳纤维或石墨烯多孔结构。

2.如权利要求1所述一种用于生理信息传感的柔性基材，其特征在于所述支撑层的厚度小于200μm，弹性模量1Mpa；所述结构层弹性模量1MPa。

3.如权利要求1所述一种用于生理信息传感的柔性基材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)采用倒模工艺制备支撑层：将PDMS与固化剂按10︰1比例混合均匀并倒入相应的模具中，真空抽离气泡后放入80℃加热炉中加热固化2h，脱模后即完成支撑层的制备；

微纳制造工艺包括静电纺丝或与激光扫描联合制备；

所述静电纺丝的工艺制备缓冲层的具体步骤为：将高分子溶液通过注射器以约500μL/h速度输送到纺丝针头，在间距约为10cm的纺丝针头和支撑层之间加载50kV高压，在电场力的作用下完成纳米纤维膜缓冲层的制备；通过调控溶液输送速度、高压电场幅值和纺丝针头和支撑层之间的距离，在支撑层上静电纺丝得到直径在100～500nm的纤维膜缓冲层；

所述激光扫描联合制备缓冲层的具体步骤为：将高分子溶液以约15％的质量分数溶解在DMAC溶液中，常温搅拌12h混合均匀后，在电压约25kV，流量200μL/h的下进行静电纺丝，梯度温度固化后获得均匀平整的聚酰亚胺纤维薄膜；在约7.27kw/cm²的功率密度和约1.6mm/s的扫描速率下，利用激光器在聚酰亚胺薄膜上进行扫描，获得激光诱导的多孔石墨烯微纳缓冲层；

2)采用微纳制造工艺在支撑层上制备缓冲层；

3)在缓冲层上沉积制备连续致密的结构层：先将混合均匀的PDMS溶液与正己烷溶液按3︰1质量比混合均匀，然后将混合后的溶液在制备的缓冲层上在电压50kV、流量5ml/h条件下进行静电喷印，固化后获得表面平整的PDMS薄膜结构层。

4.如权利要求1所述一种用于生理信息传感的柔性基材在制备生理信息传感器中应用。