一种基于复合型柔性材料的湿度压力传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115991892A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202310062076.6C08L65/00(2006.01)(22)申请日2023.01.19C08L25/18(2006.01)G01N27/12(2006.01)(71)申请人湖北大学G01L9/06(2006.01)地址430062湖北省武汉市武昌区友谊大G01L1/18(2006.01)道368号(72)发明人熊娟周瑞顾豪爽张名锐彭泽楠(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所(普通合伙)42001专利代理师庞宽(51)Int.Cl.C08J9/42(2006.01)C08J9/26(2006.01)C08L83/04(2006.01)C08L79/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称一种基于复合型柔性材料的湿度压力传感器及其制备方法(57)摘要本发明提出了一种基于复合型柔性材料的湿度压力传感器及其制备方法，该复合型柔性材料是以明胶颗粒为填充粒子，首先通过成膜‑溶解‑浸出的方法得到多孔结构的聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性基底，将聚(3,4‑亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）及聚苯胺（PANI）作为导电材料引入PDMS多孔结构中，获得复合型多孔的PEDOT:PSS/PANI/PDMS的柔性材料，并基于该柔性材料制备得到一种湿度压力传感器，该柔性材料制备工艺简单，无需半导体生产工艺，成本低；该传感器可实现两个物理量湿度和压力的检测，不需要设计多种敏感结构或测试单元，且灵敏度高、响应速度快。CN115991892ACN115991892A权利要求书1/1页1.一种复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备多孔PDMS柔性基底；S2.利用等离子体处理所述多孔PDMS柔性基底，再将其浸入导电聚合物溶液中进行导电化处理，退火后得到填充有导电聚合物颗粒的多孔PDMS柔性的复合弹性体；S3.利用聚苯胺溶液对所述复合弹性体进行二次导电化处理，得到PEDOT:PSS/PANI/PDMS的复合型柔性材料。2.根据权利要求1所述的复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下制备步骤：将PDMS胶体溶液填充到明胶颗粒组成的模版的间隙中，再加入固化剂，并于真空下脱气处理去除气泡，进行第一次烘干处理，固化后得到包裹了明胶颗粒的PDMS弹性体，再将所述柔性弹性体置于去离子水中浸出明胶颗粒，再次烘干处理得到多孔PDMS柔性基底。3.根据权利要求2所述的复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，所述明胶颗粒的粒径大小为0.3‑1.5mm。4.根据权利要求2所述的复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，所述PDMS胶体溶液和固化剂以10:1的质量比进行混合。5.根据权利要求2所述的复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中第一次烘干处理的条件为60℃干燥4h。6.根据权利要求1所述的复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中导电聚合物为聚(3,4‑亚乙基二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐，聚(3,4‑亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐浓度为2~15mg/mL。7.根据权利要求1所述的复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中等离子体处理的条件为150W、2分钟，退火处理的条件为150℃、1~2h。8.根据权利要求1所述的复合型柔性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下制备步骤：将步骤S2中得到的多孔PDMS柔性的复合弹性体浸泡在1~20mg/mL的聚苯胺溶液中后，挤出多余的溶液后干燥，即得到PEDOT:PSS/PANI/PDMS的复合型柔性材料。9.一种复合型柔性材料，由权利要求1‑8任一项所述的复合型柔性材料的制备方法得到。10.一种湿度压力传感器，包括权利要求9所述的复合型柔性材料。2CN115991892A说明书1/7页一种基于复合型柔性材料的湿度压力传感器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及柔性传感器领域，特别涉及基于复合型柔性材料的湿度压力传感器及其制备方法。背景技术[0002]柔性传感器在人机交互、运动健康监测、智能机器人等领域具有广阔的发展前景。近年来，柔性传感器在面向人体运动及生命体征信号检测方面的应用备受关注。然而，柔性传感器使用对象的实际环境较为复杂，需要检测、评估的参数、变量往往不止一种。为了尽量接近实际使用情况，保证传感器检测到的参数的可靠性与真实性，传感器应充分考虑压力、温度、湿度、速度等多物理参数的影响，以获取更多有用的信息，更真实的评估待测对象的物理、空间环境。因此，研制可以同时检测两个或两个以上不同性质物理量的复合型柔性传感器是柔性电子技术发展的迫切需求。[0003]常见的复