一种柔性应变传感器的制作方法

本实用新型涉及柔性传感器技术领域，具体地说是一种基于有序单分子层技术的高灵敏度柔性应变传感器。

背景技术：

电子传感器一般是基于固体金属应变片设计的，其便携性、可穿戴性差，与易碎的传统传感器相比，柔性传感器因其良好的弹性、拉伸性和可以持续检测等优点，成为新一代传感器重要发展方向之一。目前，可穿戴的电子器件已经被广泛应用于生物医学，人体活动检测和电子皮肤等与人类生活息息相关的各个方面。专利（CN107726971）公开了一种应变传感器，利用碳纳米纤制作出的传感器的最大形变量可以达到400%，但是其电阻变化量只有初始电阻的60倍，灵敏性并不理想。专利（CN107655398A）公开了一种高灵敏度可拉伸柔性应变传感器及其制作方法，该传感器最大灵敏度因子最大可以达到3390.06，但是其最大应变只有65%。

现有技术的柔性传感器应变范围小，灵敏性差，从上述专利中可以看出，柔性传感器很难将高灵敏度和高应变结合，大大限制了柔性传感器的进一步发展和在实际中的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种柔性应变传感器，采用自组装工艺将图像化石墨烯应变层转移到聚二甲基硅氧烷（PDMS）衬底上，利用电学和热学性质优异的单层石墨烯薄膜与高光学透明性的PDMS结合，制备应变达90%且灵敏度因子最大可达4500的高灵敏度柔性应变传感器，实现300%以上的应变，可广泛应用于生物医学的可穿戴电子器件中，具有良好的弹性、拉伸性和可以持续检测的优点，制备工艺简单，品质稳定性好，制备效率和成品质量高。

实现本实用新型目的的具体技术方案是：一种柔性应变传感器，其特点是该应变传感器由设置在柔性衬底上的应变层组成，所述柔性衬底为聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性薄膜；所述应变层为图形化的水性石墨烯薄膜，其两端分别设有银浆固化的电极将连接导线引出后封装。

本实用新型与现有技术相比具有应变能力大，灵敏度高的特点，可实现90%以上的应变，灵敏度因子最大可达4500，制备工艺简单，品质稳定性好，操作方便，生产成本较低，对传感器目标量敏感的材料选择性广泛，原材料容易获得，良好的弹性、拉伸性和可以持续检测，可广泛应用于生物医学的可穿戴电子器件。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1俯视图。

具体实施方式

参阅附图1~图2，本实用新型由设置在柔性衬底2上的应变层1组成，所述应变层1为图形化的水性石墨烯薄膜，其两端分别设有银浆固化的电极3将连接导线4引出后封装；所述柔性衬底2为聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性薄膜，并通过自组装的方法将图形化的水性石墨烯薄膜转移到PDMS衬底上，然后将其两端分别设置银浆固化的电极3将连接导线4引出后封装成高灵敏度柔性应变传感器。

本实用新型的应变层1采用单层石墨烯可以看作是碳原子以2p³键排列成的六方二维阵列，其电学性质和热学性质优异，透光性好，是制作电学传感器的优良材料，柔性衬底2采用PDMS是一种高分子有机硅化合物，具有光学透明性，且在一般情况下，被认为是惰性、无毒、不易燃，施加应力可以实现300%以上的应变，是制作柔性传感器的理想材料，通过自组装的方式，将石墨烯薄膜转移到PDMS衬底上，可以结合两者的优点，制作出应变达90%且灵敏度因子最大可达4500的高灵敏度应变传感器。

以上只是对本实用新型作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。