[发明专利]一种可同时检测并区分温度和压力的双电极式柔性传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种可同时检测并区分温度和压力的双电极式柔性传感器，其特征在于，该双电极式柔性传感器为三明治夹层结构，包括上下基底保护层、中间摩擦起电材料层以及上下基底保护层与中间摩擦起电材料层之间的电极材料层，所述上下基底保护层为柔性有机物PMMA薄膜，所述中间摩擦起电材料层为表面设置有微米级金字塔图案的PDMS薄膜，所述电极材料层为PEDOT：PSS与MXene的混合薄膜。

2.权利要求1所述的一种可同时检测并区分温度和压力的双电极式柔性传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将PMMA溶液滴入模具中，经加热和烘干后得到固化的PMMA薄膜；

S2、将PEDOT：PSS与MXene混合溶液经超声处理和抽滤后得到粘稠混合液；

S3、对步骤S1的PMMA薄膜进行表面改性处理后，将步骤S2的粘稠混合液滴涂到PMMA薄膜上，经烘干后制得结合在PMMA薄膜上的热敏薄膜电极；

S4、将PDMS溶液旋涂在表面刻蚀有凹进的微米级金字塔结构的硅片中，烘干后从硅片上剥离下来，获得表面设置有微米级金字塔图案的PDMS薄膜；

S5、在步骤S3的热敏薄膜电极上旋涂一层PDMS，在PDMS未固化前将步骤S4的PDMS薄膜黏附到热敏薄膜电极上，烘干固化后再按相同方法将另一片热敏薄膜电极黏附到PDMS薄膜上组成三明治结构的夹层，即制备得到可同时检测并区分温度和压力的双电极式柔性传感器。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的PEDOT：PSS与MXene混合溶液由PEDOT：PSS和MXene按1:3的质量比混合而成。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4所述旋涂的速度为400-600转/min，时间为50-70s。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4所述的硅片通过干法蚀刻工艺获得凹进的微米级金字塔结构。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4所述的硅片在刻蚀好后需进行气相硅烷化处理。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3所述的表面改性处理为等离子表面改性处理，处理的功率为70-90W，处理时间不少于10min。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S5所述旋涂的速度为1500-2500转/min，时间为25-35s。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述PMMA薄膜的厚度为40-60μm，步骤S3滴涂得到的热敏薄膜电极的厚度为60-100μm。

10.权利要求1所述的一种可同时检测并区分温度和压力的双电极式柔性传感器在制备柔性可穿戴器件中的应用。