[0032]制备基底层:基底层的厚度为1mm，采用的PDMS要有较低的弹性模量，才能随着运动拉伸，且不对人体产生束缚。本发明采用的PDMS主剂(二甲基聚硅氧烷)与硬化剂(特丁基对苯二酚)的质量比为10:1，具体实施过程:将主剂与硬化剂于室温混合均匀后倒入所设计模具中，将模具放入100°C的干燥箱中，利用真空泵将干燥箱抽真空，以便清除混合液中的气泡，干燥时间为I小时。不同的质量比、干燥温度、干燥时间得到的PDMS的弹性和韧性不同，而本发明可制备得到韧性好、易于拉伸的PDMS材料，可以有效检测体感信号，同时又不限制人体运动。
[0033]制备覆盖膜:为保证IPMC感应器不被汗水等体液侵蚀，覆盖膜要具有良好的绝缘绝热以及抗腐蚀等特性。本发明采用由3M公司生产的低模量聚丙烯酸酯薄膜，型号为VHB49473F。通过激光切割机切出覆盖膜形状，其形状与基底层对应，尺寸相同。
[0034]信号通讯与能量接收组件:包括采用市场规范的NFC集成电路薄膜。
[0035]准备IPMC感应器:采用机械切割方式，将IPMC切割成如图1所示的矩形结构，并采用专利“一种IPMC驱动器的封装工艺”(专利号:ZL201110255830.5)所述方法对切割得到的IPMC材料进行封装处理。基底层上下表面光滑，因此，采用粘性硅胶依次将2片封装后的IPMC材料粘结到基底层上，通过铜线与存储单元相连接。本发明利用了 IPMC的双向可逆功能，即可作为感应器同时又可用于驱动器，功能区别在于IPMC的外界电路的处理方式，而IPMC本身材料以及封装工艺无区别。
[0036]安装方法:将三层结构(一层为基底层、一层为覆盖层，还有一层为位于二者中间的IPMC感应器和信号通讯与能量接收组件)热压在一起，形成一个整体。整体结构如图1所示。
[0037]和现有的体感采集设备相比，本发明具有如下优势:1.能耗低。本发明所需供电电压小于I伏，用于维持电路的信号存储和通讯，IPMC感应器具有将运动信息转化成电信息的功能，无需额外的供电设备；2.生物兼容性高。本发明所述离子芯片的基底层、覆盖层均为高分子聚合物材料，是可靠的医用材料，不存在排斥现象，IPMC感应器的工作机理为离子传递信号，与人体生物电机理相同，因此整体结构能实现与人体的良好兼容性。3.质量轻。本发明所述离子芯片的整体质量在1g之内，厚度为3?4mm，人体使用时负担小，不影响日常的工作生活，能做到24小时的实时感应测量。
【主权项】
1.一种测量体感信息的离子芯片，其特征在于:包括基底层(I)、设置于基底层(I)上的IPMC感应器(2)和信号通讯与能量接收组件(3)以及与基底层(I)相连的用于密封IPMC感应器(2)和信号通讯与能量接收组件(3)的覆盖膜(4);所述基底层为V形结构的PDMS片材。
2.根据权利要求1所述一种测量体感信息的离子芯片，其特征在于:所述IPMC感应器(2)为矩形薄膜状；IPMC感应器(2)分别设置在所述V形结构的PDMS片材同一侧表面的两边上。
3.根据权利要求1所述一种测量体感信息的离子芯片，其特征在于:所述信号通讯与能量接收组件⑶与IPMC感应器⑵设置于基底层⑴的同一侧表面上。
4.根据权利要求1所述一种测量体感信息的离子芯片，其特征在于:所述信号通讯与能量接收组件(3)具有双向功能，既能发出信号也能接收信号。
5.根据权利要求1所述一种测量体感信息的离子芯片，其特征在于:所述信号通讯与能量接收组件(3)包括NFC通讯电路以及用于无线能量传输的电路。
6.根据权利要求1所述一种测量体感信息的离子芯片，其特征在于:所述覆盖膜(4)采用聚丙烯酸酯薄膜。
7.—种测量体感信息的方法，其特征在于:包括以下步骤: 将测量体感信息的离子芯片固定于膝盖下方，然后在身体运动过程中接收所述离子芯片发出的与身体运动信息对应的感应信号； 所述离子芯片包括基底层(I)、设置于基底层(I)上的IPMC感应器(2)和信号通讯与能量接收组件(3)以及与基底层(I)相连的用于密封IPMC感应器(2)和信号通讯与能量接收组件(3)的覆盖膜(4);所述基底层为V形结构的PDMS片材。
8.根据权利要求7所述一种测量体感信息的方法，其特征在于:所述离子芯片固定时，所述离子芯片的基底层(I)贴附在皮肤表面，当身体运动的时候，膝盖的弯曲或伸直导致IPMC感应器(2)拉伸或者压缩，IPMC感应器(2)内部的离子液体在拉伸以及压缩过程中双向流动，引起电势差的产生，使所述离子芯片输出电流变化，产生感应信号，感应信号通过远程读写输送到外部设备。
9.一种测量体感信息的离子芯片的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 制备基底层:将PDMS主剂与硬化剂混合均匀后倒入模具中，然后抽真空并加热干燥，得到V形结构的PDMS片材； 制备覆盖膜:将聚丙烯酸酯薄膜切割为与基底层(I)形状相应； 整体安装:将信号通讯与能量接收组件⑶以及IPMC感应器⑵固定在基底层⑴上，然后将基底层(I)与覆盖膜(4)热压为一个整体，实现对信号通讯与能量接收组件(3)以及IPMC感应器(2)的密封，即得到所述离子芯片。
10.根据权利要求9所述一种测量体感信息的离子芯片的制备方法，其特征在于:所述PDMS主剂与硬化剂的质量比为10:0.5?1，干燥的温度为80?120°C，干燥的时间为I?.1.5小时。
【专利摘要】本发明公开了一种测量体感信息的方法、离子芯片及其制备方法：包括基底层、IPMC感应器、信号通讯与能量接收组件以及覆盖膜，采用IPMC材料作为传感元件，采用PDMS以及VHB等生物兼容性材料作为主体，生物兼容好。本发明结构简单，制作过程方便，成本低，可实时监测人体运动信息，在医药健康生态保健等领域具有很强的实际应用价值。
【IPC分类】A61B5-11
【公开号】CN104739417
【申请号】CN201510113005
【发明人】李博
【申请人】李博
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月13日