[发明专利]一种模拟人工触觉反馈的柔性高透光电子皮肤及应用

权利要求书

1.一种模拟人工触觉反馈的柔性高透光电子皮肤，其特征在于，主体为三明治结构，中心层为静电纺丝得到的PVDF纳米纤维膜，静电纺丝得到的PVDF纳米纤维膜的两侧外层为柔性导电层，然后采用PDMS层将上述三明治结构封装，即柔性导电层的外侧为PDMS；

柔性导电层：亲水性处理的PDMS膜一面涂覆银纳米线层；在静电纺丝得到的PVDF纳米纤维膜的两面均贴合柔性导电层，使得银纳米线层与PVDF纳米纤维膜接触，在柔性导电层外再采用PDMS层封装；从柔性导电层引出导线。

2.权利要求1所述的一种模拟人工触觉反馈的柔性高透光电子皮肤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：利用丙酮与DMF的混合溶剂溶解PVDF材料，将溶解好的溶液经过静电纺丝制备成纳米纤维膜；纺好后得纤维膜在真空干燥箱中进行烘干；

第二步：将PDMS经过等离子体处理改变亲水性，将银纳米线利用旋涂法均匀涂在PDMS表面，形成柔性导电层，旋涂后将薄膜放置在干燥箱中进行烘干；

第三步：利用“三明治”结构，将第一步得到的PVDF纳米纤维膜作为中间层，中间层的两侧覆盖第二步得到的柔性导电层，使得银纳米线层贴合中间层即PVDF纳米纤维膜上，在柔性导电层引出导线如铜带；再利用PDMS本身的粘附性，在柔性导电层对应的PDMS上再制备一层PDMS作为封装层，将整个三明治器件进行封装。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，为了使第一步中的溶液能够成功进行静电纺丝，需要保持PVDF溶液浓度为20wt％，因为作为溶剂的丙酮极易挥发，为了控制纺丝过程中溶液粘度变化，将纺丝液溶剂中DMF与丙酮的质量比例控制在3：2。

4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在第一步中，为了使溶液浓度均匀，需要将溶液在60℃磁力搅拌器中搅拌4h，为了防止溶剂挥发，搅拌时间不宜过长。

5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在第一步中，采用的静电纺丝的参数是：正电压为+18kV,负电压为-2.3kV；进料速度为1ml/h，接收距离为15cm，相对湿度35％，接受的滚筒的转速为140rmp。

6.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在第一步中，静电纺丝后的薄膜放置在130℃的真空干燥箱中烘干12h。

7.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在第二步中，采用等离子体处理PDMS薄膜，使其表面引入亲水性质的-OH基团，并代替了-CH基团，从而使PDMS表面表现出极强的亲水性质；将银纳米线溶液多次的滴加在PDMS薄膜一侧上进行旋涂，转速为1000rpm；旋涂后的PDMS薄膜放置在100℃的干燥箱中烘干，可以有效减小电阻。

8.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在第三步中，用导电银胶将0.5cm宽的铜带粘在柔性导电层进行电信号输出，中间的PVDF薄膜平整的夹在两柔性导电层中央；最后再采用PDMS进行器件的封装。

9.权利要求1所述的一种模拟人工触觉反馈的柔性高透光电子皮肤的一个应用，作为电子皮肤，贴合在人体部位，实现人体动作在电子皮肤上的动作传导，输出不同的信号上。

10.权利要求1所述的一种模拟人工触觉反馈的柔性高透光电子皮肤的另一个应用，贴附在触摸屏幕上，将电子皮肤通过电路与电容器连接，通过触摸进行储存的能量，储存的能量再点亮对应的屏幕。