[发明专利]一种高灵敏柔性传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高灵敏柔性传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)配制前驱体溶液：按照BaTi_0.88Sn_0.12O₃的原子比，将氯化锡、钛酸四丁酯、乙酸钡与溶剂混合，配制成前驱体溶液；

(2)制备压电纤维布，将前驱体溶液浸渍玻璃纤维布后，再经热处理，得到压电纤维布；

(3)制作压电复合材料，将压电纤维布夹设在PVDF层之间，得到压电复合材料；

(4)将压电复合材料的上下两面溅射银电极，接线封装，即可得到高灵敏柔性传感器。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏柔性传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)的具体步骤包括：

(1-1)按照BaTi_0.88Sn_0.12O₃的原子比，将氯化锡和钛酸四丁酯，与乙酰丙酮混合后，溶于乙二醇甲醚中，搅拌得到澄清溶液A；

(1-2)按照BaTi_0.88Sn_0.12O₃的原子比，将乙酸钡加入到热乙酸中搅拌溶解后冷却到室温，得到溶液B；

(1-3)将澄清溶液A与溶液B混合，最后加入去离子水，得到澄清的亮黄色溶液，即前驱体溶液；

步骤(2)的具体步骤包括：

(2-1)将玻璃纤维布浸渍于前驱体溶液后，取出干燥，再进行加热处理，并重复该步骤多次；

(2-2)将经过加热处理后的玻璃纤维布进行退火处理，得到压电纤维布。

3.根据权利要求2所述的一种高灵敏柔性传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1-3)中去离子水的添加量为澄清溶液A与溶液B混合物的8-12ωt％。

4.根据权利要求2所述的一种高灵敏柔性传感器的制备方法，其特征在于，步骤(2-1)中所述加热处理的温度为400-500℃，时间为5-15min，重复次数为10-20次；

步骤(2-2)中所述退火处理温度为800-850℃，时间为0.5-2h。

5.根据权利要求1所述的一种高灵敏柔性传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)的具体步骤为：先将PVDF溶液旋涂在玻璃片上，随后将压电纤维布压在PVDF溶液上面，退火后，再旋涂一层PVDF溶液，将所得薄膜再退火，得到压电复合材料。

6.根据权利要求5所述的一种高灵敏柔性传感器的制备方法，其特征在于，所述的PVDF溶液浓度为0.05-0.2g/ml，旋涂用量与压电纤维布的面积比为(0.5-2)ml/6cm²；所述退火的温度为120-135℃，时间为10min-4h。

7.根据权利要求1所述的一种高灵敏柔性传感器的制备方法，其特征在于，所述的乙酸钡、钛酸四丁酯和氯化锡的摩尔比为1:0.88:0.12；所述的玻璃纤维布的面密度为0.016-0.02g/cm²。

8.一种如权利要求1-7任一项所述方法制备的高灵敏柔性传感器。

9.一种如权利要求8所述的高灵敏柔性传感器的应用，其特征在于，该柔性传感器用于检测手指弯曲率、屈曲平面微小形变或头部运动检测。

10.根据权利要求9所述的一种高灵敏柔性传感器的应用，其特征在于，所述的检测手指弯曲率的具体应用方法为：将高灵敏柔性传感器连接到手指上，以检测人手指的运动幅度和频率，对应不同的弯曲角度和频率会产生不同的输出信号；

所述的屈曲平面微小形变的具体应用方法为：在气球表面安装高灵敏柔性传感器，并通过定期间隔按压在气球表面上产生了变形，高灵敏柔性传感器可以检测不同的变形，并产生输出信号；

所述的头部运动检测的具体应用方法为：将高灵敏柔性传感器贴到人体的颈部，并通过周期性的头部运动使得高灵敏柔性传感器产生变形。