柔性传感器及其制备方法与流程

[0001]
本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种柔性传感器及其制备方法。


背景技术：

[0002]
可以同时感知触觉信号和滑觉信号的柔性传感器在智能机器人领域具有重大的应用前景。目前，智能机器人虽然可以代替人手完成一些简单的物体操作，但是难以实现脆性物体的软抓取，通过将前述柔性传感器安装在机械手的表面来感知触觉和滑觉信号，可以精确控制机械手与物体之间的作用力，从而有望解决软抓取过程中物体损伤或者脱落的难题。软抓取技术的关键在于机械手能像人手一样感知与外部环境相互作用的信息，然而，目前大多数的柔性传感器只能够测量正压力，并且在检测灵敏度等方面与人手有明显的差距，限制了其在智能机器人领域的应用。


技术实现要素：

[0003]
针对上述技术问题，本申请提供一种柔性传感器，可以同时检测滑觉信号和触觉信号，结构简单且更加精准。
[0004]
为解决上述技术问题，本申请提供一种柔性传感器，包括第一柔性基板与第二柔性基板，所述第一柔性基板与所述第二柔性基板具有导电性，所述第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，所述第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，所述第一微结构阵列的微结构间隙及所述第二微结构阵列的微结构间隙均设有介电层，所述第一微结构阵列与所述第二微结构阵列相向设置且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构。
[0005]
其中，所述第一微结构阵列与所述第二微结构阵列包括金字塔微结构阵列、圆锥微结构阵列、半球微结构阵列中的至少一种；和/或
[0006]
所述第一柔性基板与所述第二柔性基板中分散有导电材料，所述导电材料包括碳纳米管、石墨烯、炭黑、银纳米线中的至少一种。
[0007]
其中，所述第一柔性基板与所述第二柔性基板为多孔结构。
[0008]
其中，所述第一微结构阵列中的微结构与所述第二微结构阵列中的微结构互不接触，所述第一微结构阵列中的微结构和所述第二微结构阵列中的微结构分别与对侧的微结构间隙中的介电层粘接。
[0009]
其中，所述介电层采用熔化温度低于所述第一柔性基板与所述第二柔性基板的基底熔化温度的介电材料制备得到。
[0010]
本申请还提供一种柔性传感器的制备方法，包括：
[0011]
a.提供具有导电性的第一柔性基板与第二柔性基板，所述第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，所述第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，所述第一微结构阵列的微结构间隙及所述第二微结构阵列的微结构间隙均设有介电层；
[0012]
b.组装所述第一柔性基板与所述第二柔性基板，所述第一微结构阵列与所述第二
微结构阵列相向且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构；
[0013]
c.得到柔性传感器。
[0014]
其中，步骤a，包括：
[0015]
制备包含高分子材料预聚物、导电材料、造孔剂与固化剂的混合物；
[0016]
将所述混合物装入一侧具有微结构阵列型腔的模板中固化成型；
[0017]
脱模并除去所述造孔剂，得到一侧表面具有微结构阵列的导电柔性基板。
[0018]
重复以上过程或切割所述导电柔性基板，得到表面无介电层的所述第一柔性基板与所述第二柔性基板。
[0019]
其中，所述第一微结构阵列与所述第二微结构阵列包括金字塔微结构阵列、圆锥微结构阵列、半球微结构阵列中的至少一种；和/或
[0020]
所述导电材料包括碳纳米管、石墨烯、炭黑、银纳米线中的至少一种；和/或
[0021]
所述造孔剂为可溶解或化学反应除去的颗粒。
[0022]
其中，步骤a，包括：
[0023]
分别在表面无介电层的所述第一柔性基板与所述第二柔性基板的具有微结构阵列的一侧表面涂覆介电层；
[0024]
分别对每个柔性基板上的介电层进行图案化，保留介电层的位于微结构间隙中的部分。
[0025]
其中，所述介电层采用熔化温度低于所述第一柔性基板与所述第二柔性基板的基底熔化温度的介电材料制备得到，步骤c，包括：
[0026]
加热组装后的结构，使所述介电层熔化后与所在微结构间隙中的微结构粘接。
[0027]
本申请还提供一种柔性传感器，采用如上所述的柔性传感器的制备方法制备得到。
[0028]
本申请的柔性传感器，柔性传感器包括第一柔性基板与第二柔性基板，第一柔性基板与第二柔性基板具有导电性，第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，第一微结构阵列的微结构间隙及第二微结构阵列的微结构间隙均设有介电层，第一微结构阵列与第二微结构阵列相向设置且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构。外部压力导致微结构形变时，介电层处的电容信号发生变化以进行触觉反馈；外部剪切力使两个柔性基板的微结构之间的接触面积发生变化时，电阻信号变化以进行滑觉反馈，从而可以同时检测滑触觉，结构简单且更加精准。
[0029]
本申请的柔性传感器的制备方法，先提供具有导电性的第一柔性基板与第二柔性基板，第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，第一微结构阵列的微结构间隙中及第一微结构阵列的微结构间隙中分别形成介电层，之后，组装第一柔性基板与第二柔性基板，第一微结构阵列与第二微结构阵列相向且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构，得到柔性传感器。制备工艺简单，成本低。
附图说明
[0030]
图1是根据第一实施例示出的柔性传感器的纵向截面示意图；
[0031]
图2是根据第一实施例示出的柔性传感器的第一柔性基板的仰视图；
[0032]
图3是根据第二实施例示出的柔性传感器的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0033]
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
[0034]
在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。
[0035]
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
[0036]
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
[0037]
第一实施例
[0038]
图1是根据第一实施例示出的柔性传感器的纵向截面示意图。如图1所示，本实施例的柔性传感器包括第一柔性基板11与第二柔性基板12，第一柔性基板11与第二柔性基板12具有导电性，第一柔性基板11的一侧表面具有第一微结构阵列112，第二柔性基板12的一侧表面具有第二微结构阵列122，第一微结构阵列112的微结构间隙中设有第一介电层113，第二微结构阵列122的微结构间隙设有第二介电层123，第一微结构阵列112与第二微结构阵列122相向设置且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构。
[0039]
上述的柔性传感器，在受到外部压力时，第一柔性基板11和/或第二柔性基板12上局部的微结构发生形变，可以引起相应位置的介电层处的电容信号发生变化，从而可以进行触觉反馈；在受到外部剪切力时，第一柔性基板11上局部的微结构与第二柔性基板12上相应位置处的微结构发生位置偏移，导致两个柔性基板的微结构之间的接触面积发生变化，从而可以引起电阻信号变化以进行滑觉反馈。如此，本实施例的柔性传感器可以同时检测滑觉信号与触觉信号，也即可以同时感知正压力与剪切力，结构简单，并且，滑觉信号与触觉信号基于微结构的形变产生，检测更加精准、实时性更好。
[0040]
第一微结构阵列112可以是金字塔微结构阵列、圆锥微结构阵列、半球微结构阵列中的至少一种，微结构的边长范围或直径范围为1～1000μm，高度范围为1～1000μm，相邻微结构的顶端之间的距离小于或等于2000μm，相邻的微结构是指在基板平面的横向或纵向上
位置相邻的微结构。请结合图2，以第一微结构阵列112为金字塔微结构阵列为例，金字塔形状的微结构1121在基板平面进行横向和纵向的排布，且相邻两排微结构1121相互错位，四个微结构1121之间具有间隙(也即微结构间隙)，形成阵列，微结构1121之间的间隙宽度等于为微结构1121的边长时，微结构1121之间边角接触，每个微结构间隙中设有第一介电层113。第二微结构阵列122可以是金字塔微结构阵列、圆锥微结构阵列、半球微结构阵列中的至少一种，第二柔性基板12的结构与第一柔性基板11相同，区别仅在于，第二柔性基板12上的微结构相对第一柔性基板11上的微结构在横向或纵向进行一个微结构尺寸的位置偏移，从而，在第一柔性基板11与第二柔性基板12组装后，上下两个微结构阵列的微结构之间相互错位，形成微结构与微结构间隙配合的结构，每个微结构均位于对侧柔性基板上的微结构间隙中，与该微结构间隙中的介电层形成触觉传感结构，同时与相邻的微结构之间形成滑觉传感结构。
[0041]
第一柔性基板11与第二柔性基板12的基底可选择生物相容性好的材料制备得到，如聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚氨酯弹性体(tpu)、聚三亚甲基碳酸酯(ptmc)等，由于pdms具有最好的生物相容性和热稳定性，所以优选pdms。第一柔性基板11与第二柔性基板12中分散有导电材料以具有导电性，导电材料包括碳纳米管、石墨烯、炭黑、银纳米线中的至少一种。
[0042]
为进一步提高检测的灵敏度，第一柔性基板11与第二柔性基板12可制作成多孔结构，通过多孔结构，可以使微结构的形变更加灵敏，提高触觉传感的灵敏度，同时，多孔结构可以增加微结构表面的粗糙度，可以使微结构之间的接触更加灵敏，提高滑觉传感的灵敏度。多孔结构可通过使用造孔剂造孔得到，造孔剂为可溶解或化学反应除去的颗粒，其中，造孔剂可以为高分子微球，如聚苯乙烯(ps)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)等，可溶解除去；造孔剂也可以为无机盐颗粒，如nacl、naco
3
等，可溶解除去；造孔剂还可以为金属颗粒，如ag、cu等，可化学反应除去。
[0043]
第一微结构阵列112中的微结构与第二微结构阵列122中的微结构之间在未受力的状态下互不接触，可以通过设计微结构的高度、边长或直径对两个柔性基板的微结构之间的距离进行调整。可以理解，滑觉信号通过电阻信号的变化得到，因而第一微结构阵列112中的微结构与第二微结构阵列122中的微结构之间在未受力的状态下也可以部分接触，只需在受力时具有偏移的空间以产生电阻信号的变化即可。
[0044]
第一介电层113与第二介电层123可采用表面涂覆后图案化的方式形成在对应柔性基板的微结构间隙中。图案化可采用激光刻蚀技术实现，由于超快激光具有明显的非线性吸收效应，刻蚀产生的热效应小，质量好，所以优选超快激光刻蚀涂层。另外，随着激光波长的增加，光热作用越明显，为了减小热效应，激光波长优选355nm。激光单脉冲能量范围为20～300μj，当单脉冲能量小于20μj时，刻蚀时间长，效率低；当单脉冲能量大于300μj时，热影响增加，影响刻蚀质量。同时，激光扫描速度范围为100～3000mm/s，当扫描速度小于100mm/s时，在累积热作用同样会影响刻蚀质量；当扫描速度大于3000mm/s时，激光光斑搭接率较低，微结构处的涂层不能完全除去。
[0045]
第一介电层113与第二介电层123的厚度小于微结构的高度，例如第一介电层113与第二介电层123的厚度为1～300μm，优选为10～200μm。在本实施例中，第一介电层113与第二介电层123采用熔化温度低于第一柔性基板11与第二柔性基板12的基底熔化温度的介
电材料制备得到，优选熔化温度为50～200℃的介电材料，例如采用聚己内酯(pcl)，熔化温度为50～70℃，从而，可以将组装好的第一柔性基板11与第二柔性基板12放置在50～70℃的环境中，使得第一介电层113与第二介电层123在熔化后与对侧的微结构粘接，将第一柔性基板11与第二柔性基板12固定在一起。可以理解，第一介电层113与第二介电层123也可以采用例如pdms等其它介电材料制备得到，此时，可以采用在第一柔性基板11与第二柔性基板12的边缘处进行封装的方式，将第一柔性基板11与第二柔性基板12固定在一起。
[0046]
在将第一柔性基板11与第二柔性基板12固定在一起后，剪取两根细导线分别与第一柔性基板11、第二柔性基板12相连，再涂覆一层导电银胶固定导线，即可得到柔性传感器。
[0047]
本实施例的柔性传感器，包括第一柔性基板与第二柔性基板，第一柔性基板与第二柔性基板具有导电性，第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，第一微结构阵列的微结构间隙及第二微结构阵列的微结构间隙均设有介电层，第一微结构阵列与第二微结构阵列相向设置且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构。外部压力导致微结构形变时，介电层处的电容信号发生变化以进行触觉反馈；外部剪切力使两个柔性基板的微结构之间的接触面积发生变化时，电阻信号变化以进行滑觉反馈，从而可以同时检测滑触觉，结构简单且更加精准。
[0048]
第二实施例
[0049]
图3是根据第二实施例示出的柔性传感器的制备方法的流程示意图。如图3所示，本实施例的柔性传感器的制备方法，包括：
[0050]
步骤210，提供具有导电性的第一柔性基板与第二柔性基板，第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，第一微结构阵列的微结构间隙及第二微结构阵列的微结构间隙均设有介电层。
[0051]
首先，制备包含高分子材料预聚物、导电材料、造孔剂与固化剂的混合物，其中，造孔剂的粒径为1～500μm，质量占总质量的60％以上，可避免固化成型后部分造孔颗粒被包覆，难以完全除去，导电材料的质量占总质量的1％以上且少于总质量的30％，实现导电功能。具体地，可以将高分子材料预聚物、导电材料、造孔剂等置于正己烷、二氯甲烷等溶剂中，高分子材料预聚物、导电材料以及造孔剂的总质量与溶剂质量的比值为1：5～1：20，真空搅拌均匀后加入固化剂，固化剂的质量与高分子材料预聚物质量的比值为0.9～1.1：10，接着，再次搅拌均匀并除去气泡，之后，加热除去溶剂，即可得到包含高分子材料预聚物、导电材料、造孔剂与固化剂的混合物。其中，高分子材料预聚物可以是聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚氨酯弹性体(tpu)、聚三亚甲基碳酸酯(ptmc)等，导电材料包括碳纳米管、石墨烯、炭黑、银纳米线中的至少一种，造孔剂为可溶解除去的无机盐颗粒。
[0052]
接着，将混合物装入一侧具有微结构阵列型腔的模板中固化成型，微结构阵列包括金字塔微结构阵列、圆锥微结构阵列、半球微结构阵列中的至少一种，微结构的边长范围或者直径范围为1～1000μm，高度范围为1～1000μm。
[0053]
然后，在成型后脱模并除去造孔剂，得到一侧表面具有微结构阵列的导电柔性基板。以造孔颗粒为nacl颗粒为例，将成型后的柔性基板置于清水中超声清洗8h，即可除去nacl颗粒。
[0054]
重复以上过程制备另一导电柔性基板或切割前述制备的导电柔性基板，即可得到表面无介电层的第一柔性基板与第二柔性基板(也即基底)。
[0055]
介电层优选采用熔化温度低于第一柔性基板与第二柔性基板的基底熔化温度的介电材料制备得到，优选熔化温度为50～200℃的介电材料，例如采用聚己内酯(pcl)，熔化温度为50～70℃。实际实现时，介电层也可以采用例如pdms等其它介电材料制备得到。
[0056]
制作介电层时，分别在表面无介电层的第一柔性基板与第二柔性基板的具有微结构阵列的一侧表面涂覆介电层，具体地，称取一定量的聚己内酯(pcl)置于烧杯内，加入二氯甲烷搅拌pcl完全溶解后，旋涂于带有微结构阵列的柔性基板表面，旋涂厚度为1～300μm。之后，分别对每个柔性基板上的介电层进行图案化，保留介电层的位于微结构间隙中的部分，即可得到第一柔性基板与第二柔性基板，第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，第一微结构阵列的微结构间隙及第二微结构阵列的微结构间隙均设有介电层，第一柔性基板与第二柔性基板的厚度为10～1000μm。
[0057]
步骤220，组装第一柔性基板与第二柔性基板，第一微结构阵列与第二微结构阵列相向且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构。
[0058]
其中，第二柔性基板上的微结构相对第一柔性基板上的微结构在横向或纵向进行一个微结构尺寸的位置偏移，组装时，第一柔性基板的微结构与第二柔性基板的微结构之间互不接触，优选的，将第一柔性基板的微结构顶端对准第二柔性基板的微结构顶端之间的区域中心(微结构间隙中心)，使得上下两个微结构阵列的微结构之间相互错位，形成微结构与微结构间隙配合的结构，每个微结构均位于对侧柔性基板上的微结构间隙中，与该微结构间隙中的介电层形成触觉传感结构，同时与相邻的微结构之间形成滑觉传感结构。
[0059]
步骤230，得到柔性传感器。
[0060]
其中，介电层采用熔化温度低于第一柔性基板与第二柔性基板的基底熔化温度的介电材料制备得到时，可以加热组装后的结构，例如置于50～200℃的环境中，使介电层熔化后与所在微结构间隙中的微结构粘接，将第一柔性基板与第二柔性基板固定在一起。介电层采用例如pdms等其它介电材料制备得到时，可以采用在第一柔性基板与第二柔性基板的边缘处进行封装的方式，将第一柔性基板与第二柔性基板固定在一起。之后，剪取两根细导线分别与第一柔性基板、第二柔性基板相连，再涂覆一层导电银胶固定导线，即可得到柔性传感器。
[0061]
接下来根据以上的制备过程列举几种具体的制备工艺。
[0062]
制备工艺1：
[0063]
(1)按比例称取pdms预聚物、碳纳米管(cnt)以及nacl颗粒，其中，nacl颗粒的粒径为1～500μm，nacl颗粒的质量占总质量的60％以上，当nacl颗粒的质量分数小于60％时，后续步骤中部分nacl颗粒被pdms全部包覆，难以完全除去，cnt的质量占总质量的2％以上且少于总质量的30％，实现导电功能。将pdms预聚物、碳纳米管(cnt)以及nacl颗粒加入到二氯甲烷溶剂中，pdms预聚物、碳纳米管(cnt)以及nacl颗粒的总质量与溶剂质量的比值为1：5～1：20。真空搅拌均匀后，加入固化剂，固化剂的质量与pdms预聚物质量的比值为0.9～1.1：10。接着，再次搅拌均匀后，除去气泡，将得到的混合物加热到30～50℃除去溶剂。然后，将混合物倒入到带有金字塔微结构阵列的硅模板中固化成型(金字塔微结构的边长为
50μm，高为30μm，微结构之间的间隙宽度为50μm)。固化成型后脱模并置于清水中8h，除去nacl颗粒，形成一侧表面具有金字塔微结构阵列的多孔pdms/cnt导电复合材料，得到第一柔性基板与第二柔性基板的基底，厚度为10～1000μm；
[0064]
(2)将pcl溶解于二氯甲烷中，pcl与二氯甲烷的质量比为1：5～1：20，旋涂于带有金字塔微结构阵列的基底表面，厚度为10μm，然后采用激光刻蚀除去微结构表面的pcl，露出导电层，同时保留位于微结构间隙中的部分，激光波长为355nm，单脉冲能量为50μj，激光扫描速度为1000mm/s；
[0065]
(3)将第一柔性基板的金字塔微结构顶端对准第二柔性基板的金字塔微结构顶端之间的区域中心，使微结构的顶端与介电层接触，然后置于60℃环境中2min，熔化的pcl与对侧柔性基板上的微结构顶端粘接。之后，剪取两根细导线分别与上下柔性基板相连，然后涂覆一层导电银胶固定导线，得到柔性传感器。
[0066]
制备工艺2：
[0067]
(1)按比例称取tpu预聚物、银纳米线(agnw)以及nacl颗粒，其中，nacl颗粒的粒径为1～500μm，nacl颗粒的质量占总质量的60％以上，当nacl颗粒的质量分数小于60％时，后续步骤中部分nacl颗粒被tpu全部包覆，难以完全除去，agnw的质量占总质量的1％以上且少于总质量的30％，实现导电功能。将tpu预聚物、银纳米线(agnw)以及nacl颗粒加入到二氯甲烷溶剂中，tpu预聚物、银纳米线(agnw)以及nacl颗粒的总质量与溶剂质量的比值为1：5～1：20。真空搅拌均匀后，加入固化剂，固化剂的质量与tpu预聚物质量的比值为0.9～1.1：10。接着，再次搅拌均匀后，除去气泡，将得到的混合物加热到30～50℃除去溶剂。然后，将混合物倒入到带有金字塔微结构阵列的硅模板中固化成型(金字塔微结构的边长为50μm，高为30μm，微结构之间的间隙宽度为50μm)。固化成型后脱模并置于清水中8h，除去nacl颗粒，形成一侧表面具有金字塔微结构阵列的多孔tpu/agnw导电复合材料，得到第一柔性基板与第二柔性基板的基底，厚度为10～1000μm；
[0068]
(2)将pcl溶解于二氯甲烷中，pcl与二氯甲烷的质量比为1：5～1：20，旋涂于带有金字塔微结构阵列的基底表面，厚度为10μm，然后采用激光刻蚀除去微结构表面的pcl，露出导电层，同时保留位于微结构间隙中的部分，激光波长为355nm，单脉冲能量为50μj，激光扫描速度为1000mm/s；
[0069]
(3)将第一柔性基板的金字塔微结构顶端对准第二柔性基板的金字塔微结构顶端之间的区域中心，使微结构的顶端与介电层接触，然后置于60℃环境中2min，熔化的pcl与对侧柔性基板上的微结构顶端粘接。之后，剪取两根细导线分别与上下柔性基板相连，然后涂覆一层导电银胶固定导线，得到柔性传感器。
[0070]
制备工艺3：
[0071]
(1)按比例称取pdms预聚物、碳纳米管(cnt)以及ps微球，其中，ps微球的粒径为1～500μm，nacl颗粒的质量占总质量的60％以上，当ps微球的质量分数小于60％时，后续步骤中部分ps微球被pdms全部包覆，难以完全除去，cnt的质量占总质量的2％以上且少于总质量的30％，实现导电功能。将pdms预聚物、碳纳米管(cnt)以及ps微球加入到正己烷溶剂中，pdms预聚物、碳纳米管(cnt)以及ps微球的总质量与溶剂质量的比值为1：5～1：20。真空搅拌均匀后，加入固化剂，固化剂的质量与pdms预聚物质量的比值为0.9～1.1：10。接着，再次搅拌均匀后，除去气泡，将得到的混合物加热到50～80℃除去溶剂。然后，将混合物倒入
到带有金字塔微结构阵列的硅模板中固化成型(金字塔微结构的边长为50μm，高为30μm，微结构之间的间隙宽度为50μm)。固化成型后脱模并置于丙酮中8h，除去ps微球，形成一侧表面具有金字塔微结构阵列的多孔pdms/cnt导电复合材料，得到第一柔性基板与第二柔性基板的基底，厚度为10～1000μm；
[0072]
(2)将pcl溶解于二氯甲烷中，pcl与二氯甲烷的质量比为1：5～1：20，旋涂于带有金字塔微结构阵列的基底表面，厚度为10μm，然后采用激光刻蚀除去微结构表面的pcl，露出导电层，同时保留位于微结构间隙中的部分，激光波长为355nm，单脉冲能量为50μj，激光扫描速度为1000mm/s；
[0073]
(3)将第一柔性基板的金字塔微结构顶端对准第二柔性基板的金字塔微结构顶端之间的区域中心，使微结构的顶端与介电层接触，然后置于60℃环境中2min，熔化的pcl与对侧柔性基板上的微结构顶端粘接。之后，剪取两根细导线分别与上下柔性基板相连，然后涂覆一层导电银胶固定导线，得到柔性传感器。
[0074]
制备工艺4：
[0075]
(1)按比例称取tpu预聚物、碳纳米管(cnt)以及nacl颗粒，其中，nacl颗粒的粒径为1～500μm，nacl颗粒的质量占总质量的60％以上，当nacl颗粒的质量分数小于60％时，后续步骤中部分nacl颗粒被tpu全部包覆，难以完全除去，cnt的质量占总质量的2％以上且少于总质量的30％，实现导电功能。将tpu预聚物、碳纳米管(cnt)以及nacl颗粒加入到二氯甲烷溶剂中，tpu预聚物、碳纳米管(cnt)以及nacl颗粒的总质量与溶剂质量的比值为1：5～1：20。真空搅拌均匀后，加入固化剂，固化剂的质量与tpu预聚物质量的比值为0.9～1.1：10。接着，再次搅拌均匀后，除去气泡，将得到的混合物加热到30～50℃除去溶剂。然后，将混合物倒入到带有圆锥微结构阵列的硅模板中固化成型(圆锥微结构的直径为100μm，高为50μm，微结构之间的间隙宽度为100μm)。固化成型后脱模并置于清水中8h，除去nacl颗粒，形成一侧表面具有圆锥微结构阵列的多孔tpu/cnt导电复合材料，得到第一柔性基板与第二柔性基板的基底，厚度为10～1000μm；
[0076]
(2)将pcl溶解于二氯甲烷中，pcl与二氯甲烷的质量比为1：5～1：20，旋涂于带有金字塔微结构阵列的基底表面，厚度为10μm，然后采用激光刻蚀除去微结构表面的pcl，露出导电层，同时保留位于微结构间隙中的部分，激光波长为355nm，单脉冲能量为50μj，激光扫描速度为1000mm/s；
[0077]
(3)将第一柔性基板的圆锥微结构顶端对准第二柔性基板的圆锥微结构顶端之间的区域中心，使微结构的顶端与介电层接触，然后置于60℃环境中2min，熔化的pcl与对侧柔性基板上的微结构顶端粘接。之后，剪取两根细导线分别与上下柔性基板相连，然后涂覆一层导电银胶固定导线，得到柔性传感器。
[0078]
本申请还提供一种柔性传感器，采用如上第二实施例所述的柔性传感器的制备方法制备得到。
[0079]
本申请的柔性传感器的制备方法，先提供具有导电性的第一柔性基板与第二柔性基板，第一柔性基板的一侧表面具有第一微结构阵列，第二柔性基板的一侧表面具有第二微结构阵列，再在第一微结构阵列的微结构间隙中及第一微结构阵列的微结构间隙中分别形成介电层，之后，组装第一柔性基板与第二柔性基板，第一微结构阵列与第二微结构阵列相向且微结构之间相互错位，以在微结构阵列之间形成微结构与微结构间隙配合的结构，
得到柔性传感器。制备工艺简单，成本低。
[0080]
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。