一种基于多孔网络二维材料的柔性压阻式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CN115165167A(43)申请公布日2022.10.11(21)申请号202210721716.5(22)申请日2022.06.24(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人高晓光袁琳李晓春蒋钰琳张校亮(74)专利代理机构太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14110专利代理师祁宏伟(51)Int.Cl.G01L1/18(2006.01)G01L9/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法(57)摘要本发明属于柔性传感器领域，具体是一种基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法。包括以下步骤：S100～配置SDS活性剂溶液，其中溶剂为水和乙醇的混合物；S200～以砂纸为模板，向砂纸表面滴加SDS活性剂溶液；S300～将PDMS混合液浇注在砂纸和SDS活性剂表面，加热固化之后将PDMS从砂纸表面取下，制得多孔网络PDMS基底；S400～将制得的多孔网络PDMS基底放置在二维材料分散液中超声浸泡，并进行干燥；S500～制备电极并封装，完成基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器的制备。本发明以砂纸为基底，通过在砂纸表面滴加SDS表面活性剂，在PDMS中产生均匀的多孔结构。和有牺牲模板的制备技术相比，该技术有不会产生残留物、实验操作简便以及制备成本低等优点。CN115165167ACN115165167A权利要求书1/1页1.一种基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤，S100～配置SDS活性剂溶液，其中溶剂为水和乙醇的混合物；S200～以砂纸为模板，向砂纸表面滴加SDS活性剂溶液；S300～将PDMS混合液浇注在砂纸和SDS活性剂表面，加热固化之后将PDMS从砂纸表面取下，制得多孔网络PDMS基底；S400～将制得的多孔网络PDMS基底放置在二维材料分散液中超声浸泡，并进行干燥；S500～制备电极并封装，完成基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器的制备。2.根据权利要求1所述的基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S100中，SDS溶液中SDS的质量分数为10%，溶剂为75%酒精和25%水的混合物。3.根据权利要求1所述的基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S200中，采用的砂纸尺寸为15mm*10mm，滴加的SDS溶液体积为100μL。4.根据权利要求1所述的基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S200中，所述的砂纸为240目。5.根据权利要求1所述的基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S300中，PDMS混合液的固化过程采用的加热温度为70℃，时间为45min。6.根据权利要求1所述的基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S400中，所述的二维材料为石墨烯或过渡金属硫化物或氮化硼或石墨烯、过渡金属硫化物、氮化硼中任意两种的组合或石墨烯、过渡金属硫化物、氮化硼三种的组合。7.根据权利要求6所述的基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S400中，二维材料溶液的浓度为2mg/mL，溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺。8.根据权利要求1所述的基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S400中，将制得的多孔网络PDMS基底放置在二维材料分散液中超声浸泡20min，并75℃高温干燥，将该过程重复6次。2CN115165167A说明书1/3页一种基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于柔性传感器领域，具体是一种基于多孔网络二维材料的柔性压阻式传感器及其制备方法。背景技术[0002]柔性压阻式传感器凭借其结构简单、响应速度快以及稳定性高的特点在人类运动检测、仿生电子皮肤以及人机交互等领域有着广泛的应用前景。但是截止目前，如何实现低成本、高灵敏度、宽检测范围仍然是柔性压阻式传感器未来发展所面临的挑战。新型传感机制的研究、新型功能化纳米材料的融合及柔性器件的新型制备工艺将已经成为研究的热点。[0003]三维多孔材料凭借其优异的性能以及便于集成的优点被广泛的应用于柔性压阻式传感器的制备。2017年，Luo等人通过化学气相沉积工艺在镍泡沫上生长石墨烯网络，通过控制反应时间可以精确控制石墨烯厚度。之后通过浇注PDMS，并用盐酸腐蚀镍泡沫，制得‑1了石墨烯‑PDMS孔洞结构。该传感器的灵敏度和检测范围分别达到了15.9kPa和0~60