一种高电阻柔性生物压力传感器的制作方法

本发明主要涉及生物压力传感器领域，特指一种高电阻柔性生物压力传感器。

背景技术：

生物压力传感器的应用非常广泛，这是因为它可以测量柔软的活体组织表面。现有技术中的生物压力传感器测量精度均受限于电阻的变化范围，即低压力灵敏度不高。因此，设计一种高灵敏度的柔性压力传感器具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可适用于生物活体组织表面、利用多级纳米管树的电阻距离变化、高精度测量低压力的高电阻柔性生物压力传感器。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种高电阻柔性生物压力传感器，它包括与柔性生物表面完全接触的柔性吸附层、位于所述柔性吸附层下面的高弹体层、和装设于所述高弹体层下底面的基底层，其结构特征在于：

所述柔性吸附层内设有电极a，所述基底层内设有电极b；所述高弹体层由水凝胶组成，所述水凝胶内部设有纳米管树，所述纳米管树由直径数量级不同的导电纳米管组成，具体包括第一枝干、装设于所述第一枝干上的至少两组第二枝干，装设于所述第二枝干上的至少一组第三枝干；所述第三枝干与所述电极a相连，所述第一枝干与所述电极b相连。

所述柔性吸附层、所述高弹体层与所述基底层的三者厚度之比满足1:10:2。

所述导电纳米管的材料为碳纳米管材料，所述导电纳米管的直径为10-1000纳米。

所述第一枝干的直径为所述第二枝干的十倍，所述第二枝干的直径为所述第三枝干直径的十倍。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的一种高电阻柔性生物压力传感器采用水凝胶制作柔性电阻层，水凝胶内部沿厚度方向装设有纳米管树，第一枝干、第二枝干与第三枝干的直径显著变形实现了串联电组的显著变化，同时纳米管树的结构保证了电信号的充分传输，可以实现低压力的活体组织测量。因此，本发明结构合理、是一种利用多级纳米管树的电阻距离变化、高精度测量压力的高电阻柔性生物压力传感器。

附图说明

图1是本发明的一种高电阻柔性生物压力传感器的分层结构示意图。

图中，1—柔性吸附层；2—基底层；3—高弹体层；41—第一枝干；42—第二枝干；43—第三枝干。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明的一种高电阻柔性生物压力传感器，它包括与柔性生物表面完全接触的柔性吸附层1、位于柔性吸附层1下面的高弹体层3、和装设于高弹体层3下底面的基底层2。

参见图1所示，柔性吸附层1内设有电极a，基底层2内设有电极b；高弹体层3由水凝胶组成，水凝胶内部设有纳米管树，纳米管树由直径数量级不同的导电纳米管组成，具体包括第一枝干41、装设于第一枝干41上的至少两组第二枝干42，装设于第二枝干42上的至少一组第三枝干43；第三枝干43与电极a相连，第一枝干41与电极b相连。

参见图1所示，作为优选地，柔性吸附层1、高弹体层3与基底层2的三者厚度之比满足1:10:2。

参见图1所示，作为优选地，导电纳米管的材料为碳纳米管材料，导电纳米管的直径为10-1000纳米。

参见图1所示，作为优选地，第一枝干41的直径为第二枝干42的十倍，第二枝干42的直径为第三枝干43直径的十倍。

工作原理：当活体组织收到较低压力时，柔性吸附层1与活体组织表面实现了完美的力学接触，从而在压力作用下拉伸或压缩高弹体层3以及内部的纳米管树，由于第一枝干41、第二枝干42与第三枝干43的直径依次相差一个数量级，从而使得微小的压力即可实现第三枝干43的电阻显著变化，电信号由电极a和电极b输出，纳米管树的结构类似于人体的分级血管网，可以实现电信号的最大传输。因此，可以实现低压力的活体组织测量。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高电阻柔性生物压力传感器，属于生物压力传感器领域。它包括与柔性生物表面完全接触的柔性吸附层(1)，高弹体层(3)和基底层(2)，柔性吸附层(1)内设有电极A，基底层(2)内设有电极B；高弹体层(3)由水凝胶组成，水凝胶内部设有纳米管树，纳米管树由直径数量级不同的导电纳米管组成，具体包括第一枝干(41)、装设于第一枝干(41)上的至少两组第二枝干(42)，装设于第二枝干(42)上的至少一组第三枝干(43)；第三枝干(43)与电极A相连，第一枝干41与电极B相连。本发明是一种利用多级纳米管树的电阻距离变化、高精度测量压力的生物压力传感器。

技术研发人员：班书昊;蒋学东;李晓艳;谭邹卿;席仁强
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2018.09.18
技术公布日：2019.01.18