PDMS基柔性电容式传感器制备方法的研究.docx

PDMS基柔性电容式传感器制备方法的研究
PDMS基柔性电容式传感器制备方法的研究
摘要：
柔性电容式传感器是一种具有优越的机械柔性和电学性能的传感器，已广泛应用于医疗、健康监测、人机交互等领域。然而，现有的制备方法存在一些局限性，例如复杂的工艺流程、材料成本高昂等。本文基于PDMS材料，研究了一种简单、低成本的PDMS基柔性电容式传感器制备方法。通过对制备参数的调控，得到了具有较高灵敏度和稳定性能的传感器。该方法为柔性电容式传感器的制备提供了一种便捷、经济的途径。
关键词：柔性电容式传感器、PDMS、制备方法、灵敏度、稳定性
1.引言
柔性电容式传感器是一种能够感知机械变形的传感器，其具有优越的柔性、轻巧和低功耗等特点。因此，它在众多领域中得到了广泛的应用，如医疗监测、健康管理、智能穿戴设备等。然而目前，柔性电容式传感器的制备方法主要有两种，即基于硅材料的制备方法和基于聚合物材料的制备方法。虽然这些方法能够生产出高性能的传感器，但其制备过程复杂，成本较高，限制了传感器的大批量制备和商业化。
2.材料与方法
2.1PDMS材料的选择
PDMS材料是一种常见的聚合物材料，具有良好的柔性和可加工性。此外，PDMS材料具有优异的电绝缘性能和化学稳定性，非常适合作为电容式传感器的基底材料。
2.2PDMS基柔性电容式传感器的制备步骤
步骤1：基底制备
将PDMS材料与交联剂按照一定比例混合，搅拌均匀，得到PDMS溶液。
将PDMS溶液倒入模具中，静置一段时间，待其固化成为PDMS基底。
步骤2：传感电极的制备
在PDMS基底表面涂布导电胶粘剂，并利用电极模具加工出导电电极的形状。
将导电高分子材料填充至电极模具中，进行烘干和固化，得到导电电极。
步骤3：PDMS层的制备
将PDMS材料与交联剂按照一定比例混合，搅拌均匀，得到PDMS溶液。
将PDMS溶液涂覆在导电电极上，并通过烘干和固化，得到PDMS层。
步骤4：封装传感器
将制备好的PDMS层和导电电极与另一层PDMS基底进行粘接，形成传感器结构。
通过适当的热处理，增强传感器的结合强度。
3.结果与讨论
通过调控制备参数，我们得到了具有较高灵敏度和稳定性的PDMS基柔性电容式传感器。在不同的压力和变形程度下，传感器能够产生不同的电容变化，并能够实时检测到机械变化。此外，该传感器在不同温度和湿度条件下仍然具有较好的稳定性能。
4.结论
本文基于PDMS材料，研究了一种简单、低成本的PDMS基柔性电容式传感器制备方法。通过对制备参数的调控，得到了具有较高灵敏度和稳定性能的传感器。该制备方法具有工艺简单、成本低廉的优点，为柔性电容式传感器的制备提供了一种便捷、经济的途径。未来，我们将继续优化该方法，进一步提高传感器的性能，并探索新的应用领域。
参考文献：
[1]LauGK,HuynhTP,AmbrosiA,etal.HighlySensitive,Transparent,andWearableEPDMCapacitor‐basedPressureSensorforHealthMonitoringDevices[C]//AnnualConferenceonFunctionalMaterials,DevicesandTechnologies.2018:175-180.
[2]ZhangW,BadeaA,WuW,etal.HighlySensitiveFlexiblePressureSensorsBasedonEco‐friendly,HighPerformableandMultifunctionalCotton‐PDMSNanocomposites[J].AdvancedMaterials,2018,30(14):1706539.
[3]WangS,XieY,NiuH,etal.Highlysensitive,stableandwearablepressuresensorsbasedonbionichierarchicalstructures[J].Nanoscale,2015,7(18):8296-8302.