专利名称：电响应合成材料和其制造方法以及采用该材料的传感器产品的制作方法
技术领域：
本发明关于一种生产可被制成传感器的电响应合成材料的方法。本发明还关于一 种可被制成传感器的电响应合成材料。本申请还关于制造传感器的方法和具有支持流动聚 合物液体的底层的传感器。
背景技术：
可制造成用于传感器的电响应合成材料被描述在美国专利6，291, 568中。该合成 材料包括电导粒子散布和压缩在绝缘聚合物之中。粒子的特性和浓度是材料的电阻性在 响应置于其上的破坏力时是可变化的。然而，聚合物材料不是成液态，其相应的限制了材料 可以被散开的适用总数量。而且，揭示材料依赖于带有凸起的空载粒子的存在，这样电场可 以集中并且传导可以通过场辅助量子隧道效应实现。然而，发现此类介绍的材料不能满足 电噪音的水平，当在传感器应用中展开时。一种可被应用在传感器的电响应合成材料在WO 2008/135, 787中被整个介绍。公 开的材料具有实质的绝缘体合成材料，带有具有空载结构的第一电传导粒子和呈针状的第 二电传导粒子。在WO 2008/135，787中描述的聚合物材允许传感器展开，其由于针状粒子 的存在呈现更好的噪音特性。然而，空承载粒子的存在形成了在展开可流动聚合物液体以 应用在装置中的困难，然后转换可流动聚合物液体为弹性固态聚合物是方便的。另外一个提议在WO 2008/135,787中，绝缘聚合物被同针状的导体相混合，其没 有空载粒子的介入。WO 2008/135，787的提议也表明使用绝缘溶剂或者水基聚合物制造合 成材料的可能性，这样材料可以用作可流动聚合物液体，借此促进它应用在传感器装置中。 然而，采用此类材料应用在传感器中时，被发现了更多的问题。已知装置允许弹性材料变形态(可能采用蒸发溶剂)，其显示出当施加力后电阻 抗可以改变的效果。然而，此类材料在材料变得对接受压力敏感之前，显出不足够的响应。 因此，发明人发现大钉状的空载粒子的介入，呈现在美国专利6，四1，568中，提供了第一接 触感应。然而，这些粒子的介入在传导电流噪音上没有优势，且它们在可流动聚合物液体被 要求构造目的时的情况下很难展开。
发明内容
根据本发明的第一个方面，此处提供一种生产可应用于制造传感器的电响应合成 材料的方法，包括以下步骤接收可流动聚合物液体；引入电导体针状粒子，以促进通过量子隧道效应的电传导；和相对应所述针状粒子，加入大小一样尺寸的电介质粒子，以使得多 个所述电介质粒子被分散在毗邻的针状粒子间。在优选的实施例中，所述电响应合成材料可被构造在传感器内，通过采用所述呈 可流动的液体形态的材料并促进转换成弹性的固体形态。根据本发明的第二个方面，此处提供一种可应用于制造传感器的电响应合成材 料，包括可流动聚合物液体；电导体针状粒子，其促进通过量子隧道效应使所述电传导穿过 固态聚合物；和大小一样尺寸的电介质粒子，以使得多个所述电介质粒子被分散在许多毗 邻的针状粒子之间。在优选的实施例中，所述电介质材料是二氧化钛。优选的，所述针状粒子具有大的 尺寸和小的尺寸，且所述电介质的尺寸类似于所述小尺寸。所述小尺寸可以具有的尺寸介 于10纳米到300纳米之间。根据本发明的第三个方面，此处提供一种制造传感器的方法，包括以下步骤采用 可流动聚合物液体，其包含电导体针状粒子和电介质粒子；促进所述可流动聚合物液体转 换成弹性固态聚合物，其中所述弹性固态聚合物具有分散在其中同所述电介质粒子相联合 的导体针状粒子；其中所述电介质粒子具有相对所述针状粒子的尺寸大小一样的尺寸，以 使得多个所述电介质粒子被分散在毗邻的针状粒子之间。在优选的实施例中，所述可流动聚合物液体被应用于电路板。在另一个的优选实 例中，所述可流动聚合物被应用于电极，织物或者薄膜。根据本发明的第四个方面，此处提供一种传感器，其具有用以支持可流动聚合物 液体的底层，促进所述可流动聚合物液体转换以形成弹性固态聚合物材料，并促进所述弹 性固态聚合物材料连接到电路上，其中所述弹性聚合物材料具有分散在其中同电介质粒 子相联合的导体针状粒子；且所述电介质粒子具有相对所述针状粒子的尺寸大小一样的尺 寸，以使得多个所述电介质粒子被分散在毗邻的针状粒子间。
图1显示了制造和使用本发明材料的方法；图2显示的通常的针状；图3a是显示相关数量(根据重量)的树脂，溶剂，电介质粉末和针状电活性粉末 的表格，以用于根据本发明的第一和第二的实施例；图北是显示是显示相关数量(根据重量)的树脂，溶剂，电介质粉末和球状电活 性粉末的表格，以用于根据本现有技术的第一和第二的参考实施例；图4是力曲线图，其体现描述在第一实施例中，作用在根据本发明的第一合成物 实例(图3a_针状电活性粉末)和第一参考合成物(图3b_球状电活性粉末)。显示力曲 线限定了单程。图5是描述在第一实施例中，根据本发明第一合成物样品(图3a_针状电活性粉 末)的阻抗曲线图，其采用100次相对于图4中描述的单程，作为特定的程数。图6是描述在第一实施例中，根据本发明第一参考合成物样品的阻抗曲线图，其 采用100次相对于图4中描述的单程，作为特定的程数。图7显示的是在200牛顿下测绘的阻抗图(规格化阻抗在200牛1程)相对于应用在根据本发明的第一合成物样品(图3a_针状电活性粉末)和第一参考合成物样品(图 3b_球状电活性粉末)的程数，描述在第一实施例中；图8显示是阻抗相对力(规格化的在第一接触的阻抗)的图，用于描述在第一实 施例中的本发明的第一合成物样品(图3a_针状电活性粉末)和第一参考合成物样品(图 3b-球状电活性粉末)，用于特定的程数；图9显示图8中部分的详细视图。图10是力曲线图，其体现描述在第二实施例中，作用在根据本发明的第二合成物 实例(图3a_针状电活性粉末)和第二参考合成物(图3b_球状电活性粉末)。显示力曲 线限定了单程。图11显示阻抗曲线图。根据本发明的描述在第二实施例中的第二合成物样品(图 3a-针状电活性粉末)，相对于图10中的单程的200次循环，以特定的程数。图12显示阻抗曲线图。根据本发明的描述在第二实施例中的第二合成物样品(图 3b-球状电活性粉末)，相对于图10中的单程的200次循环，以特定的程数。图13显示的是在50牛下的测绘的阻抗(通常的阻抗在50牛1程)，以在第一和 每第10个程数，相对描述在第二实施例中本发明的第二合成物样品(图3a-针状电活性粉 末)和第二参考合成物样品(图3b-球状电活性粉末)；图14显示是根据本发明的合成物的单元；图15显示的是体现本发明传导的模型；图16显示的是根据本发明呈片状的合成物；图17显示的是根据本发明呈薄膜状的合成物；图18显示的是根据本发明呈薄片状的合成物；图19显示的是制造根据本发明呈薄片状的合成物；图20显示的是采用合成物形成底层的方法；图21显示的是应用根据本发明的聚合合成物；和图22显示的是另外一个应用根据本发明的聚合合成物。
具体实施例方式图 1如图1所示，一种可应用于制造传感器的电响应合成材料的方法，可流动聚合物 液体101被接收在混合工序102中。电导体针状粒子103被引入到所述混合工序102中， 其促进通过量子隧道效应的电传导。更进一步，相对所述针状粒子尺寸，大小一样尺寸的电 介质电粒子104被加入，以使得多个所述电介质粒子被分散在多个毗邻的针状粒子间。装置的表现明显依赖于量子隧道效应，因此，任何依靠材料的传感器装置非常依 赖于电场发射。如已知的，电介质粒子的包含物影响了电介质的成品合成物的特性，并将因 此趋向具有有害的作用于所需的电场发射。因此，很正常明显违犯直觉是包括电介质粒子 于合成物内，其非常依赖于电场发散以获得所说需要的操作表现。在混合步骤102之后，材料可以被存储和运输，如步骤105。所述可流动聚合物液 体可以保持一致充分类似于墨水，且电介质粒子可以呈墨水的形式被获得，其商业上可行。 所述针状粒子足够小以使得他们被包含在染料里，且所述电解质更小。在优选的实施例中，针状粒子的的大尺寸是在微米范围，针状粒子的小尺寸在纳米范围，电介质粒子具有实质 类似的比例。粒子的相对尺寸是这样的，多个电介质粒子位于多个(没有必要全部)毗邻的针 状粒子之间。优选的，电介质粒子被包裹上有机材料，因此使得他们分散并阻止他们粘在一 起成为一团块。这便于了粒子的分散，以使得多数可以分散在许多毗邻的针状粒子对之间。在粒子之间还具有栅栏，其成为为获得传导的通道穿过的必要。除非粒子成直接 接触，非常小的电流将流动。然而，带有尖角末端的针状粒子的存在(如W02008/135，787 所述)形成了缩小能量栅栏的场，以使得隧道效应成为可能。位于针状粒子的尖角的该场， 通过电介质材料而衰减，因为电介质常数的升高。然而，电介质粒子传导额外的能量级，其 可以辅助隧道效应过程并有效的降低隧道效应的距离。电荷通过一个纤细的非常复杂的路 径。因此，在正常的情况下，可以获得高电流，其中低电流可以事先预知。这接着改变了最 初的特性，以提供所需的第一接触表现。电介质粒子的包含物也倾向于提供较大的活性范 围，其联合直接的指接触效果，以允许传感器带有高的所需的特性展开。进一步的研究表明没有电介质粒子的存在，对于电荷的内建有可能发生在聚合物 区域内。这使得合成材料更加传导性，而随着力的持续施加，材料增加其传导性，这样在其 全部的响应中具有漂移。进一步实验表明，在电介质粒子存在下，该漂移不趋向于发生。同样可知的是针状粒子趋向于在整个长的周期内较不稳定，由于它们的机械特 性。它们在高的力下较不稳定，因为更多的发生变形的机会存在，例如针可以被弯曲或者折 断。电介质粒子改善了这个形式，这样材料的机械完整性得到了提高。作为总结，尽管由于可用电场的减少的原因与情理中的预料相反，但是电介质的 包含物提高了传感器机构的第一接触响应，通过减少漂移增加了传感器机构的可重复性， 同样增加了材料的全面的机械整体性。如图1所示，当展开时，材料可以像液体一样被适用，如在106处所示。在步骤107，自液体状态到弹性固态状态的转变发生。此转变可以发生，由于溶剂 的蒸发，例如该溶剂是水或者有机溶剂，取决于聚合物的属性。可选择的，对于硅基聚合物， 该材料可以得到修复和设置通过加入定型剂。在可选择的模式中，以实现步骤107的转变， 一些聚合物材料可以通过放射来得到修复，例如紫外放射。因此，形成弹性传感器材料后，整个装置可以在如步骤108处得到制作。图 2图2中显示的是一般化的针状外形。外形201具有宽度202，高度203和长度204. 外形的长度到宽度比例在此处称为“形态比”。此处术语“针状”被用来描述一种具有的形态 比大于1 1的形状。术语“球状”被用来描述一种具有圆形的横截面且形态比等于1 1 的形状。规则和不规则的形状的针状粒子可以被使用在合成物中。图 3A 和 3B图3A是显示用于根据本发明的第一和第二聚合物合成物的相关数量(根据重量) 的树脂，溶剂，电介质粉末和针状电活性粉末的表格。图3B是显示用于根据现有技术的第 一和第二参考聚合物合成物的相关数量(根据重量)的树脂，溶剂，电介质粉末和针状电活 性粉末的表格。图 4 至 9
图4至9相关于聚合物合成物的第一个实施例。在下面描述的实施例1中，第一合成物含有电性的半导体针状粉末，作为电活性 填充物，而第一参考合成物含有电性的半导体球状粉末作为电活性填充物。实例1 第一合成物(针状电活件填充物)多塑性(Polyplast)类型PTO83是溶剂基的乙烯树脂。73. 5克的PTO83称量进入 烧杯。向其加入55. 3克多塑性ZV545溶剂，83. 4克二氧化钛(Kronos)型1080 二氧化钛 粉末和37. 8克lshihara FT-2000针状半导体粉末。FT-2000包含二氧化钛，其被包裹了 掺杂了锑的二氧化锡。该成分被手动搅动5分钟，然后移入进Dispermat VMA-Getzmarm型 D-51580设备中，配以80CC，0. 8-0. Imm的珠进行珠研磨。该混合通过珠腔(每分钟4000转 旋转)被驱动，以0. 7毫升/秒使用Dispermat SL压。自珠研磨设备移出后，该合成物被刮刀加工(doctor bladed)于50微米的黄铜薄 片，并在炉中于90°C干燥30分钟。第一参考合成物(球状电活件填充物)作为对比，混合物，包含了 63. 5克多塑性型PY383,47. 0克多塑性ZV545溶剂， 70. 9克二氧化钛(Kronos)型1080 二氧化钛粉末和69. 6克lshihara ET-500W球状半导体 粉末，在同样的如上所述的条件下被进行珠研磨，被刮刀加工并修复。ET-500W同FT-2000 是相同的合成物，仅不同于形状。实验FT2000和ET500W的装载被选择以平等它们在合成物中的相对的表面区域，因此 生产的墨水带有类似的未修复粘性。样品的组抗力响应使用lnstron Model 5543单柱实验系统，伴随500牛负载单 元。1厘米Xl厘米平方的50微米黄铜薄片被布置在样品的表面，作为上电极；下电极是样 品被刮刀加工于其上的黄铜薄片。4毫米直径不锈钢探针压制该黄铜薄片/墨水/黄铜薄片 结构，以5毫米/分的频率，自0牛到200牛到0牛，循环100次。样品的电阻通过Keithley 2000数字万用表测量。图4是表示适用于实例1中的第一合成物样品(针状电活性粉末)和第一参考合 成物(球状电活性粉末)上的力曲线图，力曲线定义了单程。图5是表示实例1中的第一合成物样品(针状电活性粉末)上的阻抗曲线图，用 于如图4中描述的100个单程的第一和每第十个适用。图6是表示实例1中的第一参考合成物样品(球状电活性粉末)上的阻抗曲线图， 用于如图4中描述的100个单程的第一和每第十个适用。通过对比图5和6，可以发现第一参考合成物样品(球状电活性填充物)响应于使 用显示稳定和连续改变，而第一合成物样品(针状电活性填充物)响应于使用显示更加稳定。图7是第一合成物样品(针状电活性填充物)和第一参考合成物样品(球状电活 性填充物)在200牛顿下测绘的阻抗(R)图，规格化于200牛下第一程(处于200N的R) 相对于程数100程的阻抗值。自图7可见，第一合成物样品(针状电活性填充物)显示渐进的表现，而第一参考合成物样品(球状电活性填充物)显示幂函数规律表现。自图7，明显的是针状电活性粒子和电介质的混合造成往复性的提高，相对于球状 电活性粒子和电介质粒子的混合。针状电活性粒子同电介质之间的协调性超过了球状电活 性粒子同电介质粒子之间的协同性。因此，显示出同电介质粒子填充物向联合的电活性填 充材料的形状不同，造成了在响应重复使用的不同。图8显示第一合成物样品(针状电活性填充物)和参考合成物(球状活性填充 物)的阻抗-力特性(在第一接触处的规格化阻抗)的视图，处于四个特定的程数(程数 30，50，80 和 100)。图8显示了相对于球状电活性粒子和电介质粒子的合成物，在使用中针状电活性 粒子和电介质粒子的合成物的三个改善。首先，针状基样品显示在力响应连续循环中非常小的变化。这通过对每一个被选 的程数的针状基数据的覆盖而突出显示，特别显示出针状基样品具有稳定的响应特性，一 旦其达到渐近线的高平稳定状态。这是相对现有技术的一个改善，通过球状基数据的显示， 其没有覆盖且每一程趋向于不同的数值。可以发现的第二个特性是，在第一接触处的针状 基样品的非常顺当的成阻和低的适用力。第三，在低力处，针状基样品相对球状基样品表现 远远高的感应性。图9是图8的一部分，显示第一合成物样品(针状电活性填充物)和参考合成物 (球状活性填充物)的阻抗-力特性(在第一接触处的规格化阻抗)的视图，处于四个特定 的程数(程数30，50，80和100)，针对第一个5牛的力。图9突出显示了参考图8所讨论的第二和第三个特性。在低的力处针对针状基样 品的阻抗力响应的顺当的成阻和增加的传感性均十分明显，相对应于球状基样品。图 10 至 13图10至13关于第二个实施例，在下面描述的实施例2中，第二合成物含有电性的 半导体针状粉末作为电活性填充物，而第二参考合成物含有电性的半导体球状粉末作为电 活性填充物。实例2第二合成物(针状电活件填充物)第二合成物的成分和比例同实施例1中的第一合成物相同。然而，合成物通过磁搅拌机以400砖每分的形式机械搅拌30分钟。同实施例1类似的方式，该合成物被刮刀加工于50微米的黄铜薄片，并在炉中于 90°C干燥30分钟。第二参考合成物(球状电活件填充物)第二参考合成物的成分和比例同实施例1中的第一参考合成物相同。然而，合成物通过磁搅拌机以400砖每分的形式机械搅拌30分钟。同样，同实施例1类似的方式，该合成物被刮刀加工于50微米的黄铜薄片，并在炉 中于90°C干燥30分钟。实验该实验同实施例1相同，除了探针压制是以0牛到50牛到0牛，循环200次的执行。
图10是表示适用于实例2中的第二合成物样品(针状电活性粉末)和第二参考 合成物(球状电活性粉末)上的力曲线图，力曲线定义了单程。图11是表示实例2中的第二合成物样品(针状电活性粉末)上的阻抗曲线图，用 于如图10中描述的200个单程的第一和每第十个适用。图12是表示实例2中的第二参考合成物样品(球状电活性粉末)上的阻抗曲线 图，用于如图10中描述的200个单程的第一和每第十个适用。图13是第二合成物样品(针状电活性填充物)和第二参考合成物样品(球状电 活性填充物)在50牛顿下测绘的阻抗(R)图，规格化于50牛下第一程(处于50N的R)相 对于程数200程的阻抗值。自图11、12和13中的合成物明显可知，针对实施例1的不同搅拌体制下，针状电 活性粒子和电介质粒子相联合的合成物，造成了重复性的提高，相对应球状电活性粒子同 电介质的联合。在另一实例中，聚合物捆绑剂可以是水基的。在另一个实例中，聚合物捆绑剂的修 复可以通过紫外辐射。在另一个实施例中，第二填充物可以是碳纳米管。本发明因此提供了压力-响应可变化电阻抗墨水或者涂层，包括不规则形状电活 性粒子，和电介质粒子，分散在聚合物捆绑剂之中。不规则形状电活性粒子和电介质粒子的 联合，使得合成物表现出高的传感性和改善的耐久性，相对于前面介绍的规则形状电活性 粒子和电解质的混合。图 14图14显示更加本发明的合成物的单元。单元1401被显示呈静止状态，并取规则 的立方体。在单元1401之内，电活性针状粒子，例如针状粒子1402，1403和1404，随机定 位。然而，如果需要，已知的排列粒子成特定的位置的过程可以被执行。电介质，例如电介 质1405,1406和1407分散在单元1401之内。合成物单元1401显示等方性的传导性。发现越高的第二填充物(电活性针状粒 子)相对第一填充物(电介质)的比例，越高的合成物的传导性。发现越高的第二填充物 (电活性针状粒子)的形态比，越低的为了合成物的显示表现而所需的适用负载，相对于相 同的包含电活性球状粒子的参考合成物。合成物单元1401通过施加破坏力，可从静止状态变形。如上述实施例1和2中所 讨论的那样，合成物的阻抗相对应压力而降低。图 15图15中显示了一种含有本发明一个方面的电响应合成物材料。如图15所示的粒 子的布局是步骤107处生成的弹性固态布局的视图。电导体针状粒子1501到1503有量子 隧道效应促使了电传导通过固态聚合物，尽管电传导的其他方式可以发生。电导体针状粒 子1501到1503由电介质粒子所包围，例如粒子1504，1505和1506。电介质粒子，例如粒 子1506，是大小一样的尺寸，以使得多个这些电介质粒子可以被分散在许多的相邻的针状 粒子之间。因此，在针状粒子1502和针状粒子1503之间，电介质粒子1505和1506被分散 着。粒子1505和1506的存在提供了额外的传导路径。该路径的一个实例是，自针状粒 子1502的较低点1507，通过电介质粒子1505并通过电介质粒子1506到达针状粒子1503。因此，电介质的存在，这样小的尺寸，提供了额外的路径，使得在粒子间跳跃的隧道效应变 得相对短。由于电介质存在，一个电荷流通过合成物材料的方向的实例显示在1508。通过 这种方式，如前所述传导特性得到提供。图 16图16显示了根据本发明的呈片1601状的合成物。该片1601可以连接到构造成监 测同合成物机械交互作用的电路，施加在Z轴方向。在实施例中，片1601对通过手指1602 施加的机械交互作用是敏感的。图 17图17是根据本发明呈薄膜1701状的合成物。该薄膜1701可以连接到构造成监测 同合成物机械交互作用的电路，施加在ζ轴方向。在实施例中，该薄膜170101对通过铁笔 1702施加的机械交互作用是敏感的。在根据本发明的层状合成物中，可以决定层的厚度，由 于在X轴和Y轴方向的电导率实质的低于Z轴的电导率。因此，根据本发明的合成物可以 被生产，具有在X、Y和Z轴不同的传感性和电导率，使得根据本发明的合成物可以应用于不 同的领域。图 18图18显示的是根据本发明呈薄片状的合成物。合成物的成分被集合在一起以生 产该合成物，例如根据上述事例1或2中描述的步骤。在干燥前，合成物然后被平放在底层 之上。干燥时，合成物的层然后从底层上剥离。在这个事例中，底层1902提供了一个连续 的表面1903，这样成品薄片1901也可以形成连续的层。如前所示，合成物(针状电活性粒子和电介质粒子)改善的耐久性是意想不到的， 当对参考合成物(球状电活性粒子和电介质粒子)。这体现了合成物中电活性针状粒子和 电介质粒子的结合，结果改善了耐久性。应用合成物作为底层的技术领域包括但不限于涂层，绘制，电刷，压制，屏幕印 刷，蜡纸印刷，刮刀加工，喷墨印刷或者通过线棒式离形涂布技术(Mayer bar)的应用。底 层针对不同的应用进行改变。底层可以是，例如织物，薄膜，电路板。在另一实施例中，合成物可以包裹在连续的介质上，例如，网，网孔，或者织物。当 合成物修复时，单个物品被制造，包括非连续的介质和合成物。当成品物自底层剥离时，孔 穴将限定在物品中，形成可呼吸的层。合成物层的另一个实施例，是可以被制造成防水。其可以通过适当的选择合成物 中的聚合物树脂。实施例1和2中的合成物最初是灰/白颜色。然而，合成物可以通过使用颜料被 涂色。该应用的优点是对于合成物的美观质量是重要的应用，或者在颜色可以传递信息的 情况下，例如作为分类系统的零件。图 20图20显示了一种应用合成物101到底层2001的方法。合成物的成分被集合在一 起以生产合成物，例如，相应于实例1或2中的工艺步骤。在干燥前，合成物然后布置在底 层2001之上。根据本实施例，底层2001包括传导电极，这样当包含合适电路时，同合成物 的机械交互作用可以被检测出。然而，可以理解的是底层可以根据适用进行改变，且可以包 括，例如，织物或薄膜。
适用合成物于底层的技术包括但不限于涂层，绘制，电刷，压制，屏幕印刷，蜡纸 印刷，刮刀加工，喷墨印刷或者通过线棒式离形涂布技术(Mayer bar)的应用。更进一步的 显示本发明应用的实施例将通过后续的附图得到参考。图 21图21显示了根据本发明的合成物的一个实施例应用。该合成物可应用于传感器， 例如服装2102上的传感器2101。然而，可以理解的是根据本发明的合成物可以应用在许多 领域和许多的装置。图 22图22显示了根据本发明的合成物的另一个实施例应用。该合成物被应用在移动 电话2201内的传感器显示上。在实例的显示中，传感气被提供在区域2202内，使得区域 2202被用作触摸屏构造，以检测机用户的械交互作用。这样机械交互作用被用于选择和控 制移动电话2201的功能。尽管此处提供了特定的实施例，根据本发明的合成物可以被显示在许多的应用 中，在不同的领域和不同装置。例如，根据本发明的合成物可以被用在运动应用品，医疗应 用品，教育应用品，工业应用品，移动电话应用品，玩具和游戏应用品，服装类应用品，汽车 应用品，机器人应用品，安全品应用品，键盘和输入装置应用品。
权利要求
1.一种生产可应用于制造传感器的电响应合成材料的方法，包括以下步骤接收可流动聚合物液体；引入电导体针状粒子，以促进通过量子隧道效应的电传导；和相对应所述针状粒子，加入大小一样尺寸的电介质粒子，以使得多个所述电介质粒子 被分散在毗邻的针状粒子间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述电响应合成材料可被构造在传感器内， 通过采用所述呈可流动的液体形态的材料并促进转换成弹性的固体形态。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述可流动液体包含处于溶液中的聚合物， 且所述转换是通过蒸发所述溶剂而被促成。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述可流动液体是硅基聚合物，且所述转换 是通过交叉耦合反应而被促成。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述可流动液体对紫外辐射具有传感性，且 所述转换是通过使用紫外辐射而被促成。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于呈可流动液体的形态的所述材料被适用在 电路板，电极，织物，或者薄膜之上。
7.—种可应用于制造传感器的电响应合成材料，包括可流动聚合物液体；电导体针状粒子，其促进通过量子隧道效应使所述电传导穿过固态聚合物；和大小一样尺寸的电介质粒子，以使得多个所述电介质粒子被分散在许多毗邻的针状粒 子之间。
8.如权利要求7所述的电响应合成材料，其特征在于所述电介质材料是二氧化钛。
9.如权利要求7所述的电响应合成材料，其特征在于所述针状粒子具有大的尺寸和 小的尺寸，且所述电介质的尺寸类似于所述小尺寸。
10.如权利要求9所述的电响应合成材料，其特征在于所述小尺寸可以具有的尺寸介 于10纳米到300纳米之间。
11.如权利要求7所述的电响应合成材料，其特征在于所述电介质粒子具有有机涂层 以便于分散。
12.一种制造传感器的方法，包括以下步骤采用可流动聚合物液体，其包含电导体针状粒子和电介质粒子；促进所述可流动聚合物液体转换成弹性固态聚合物，其中所述弹性固态聚合物具有分 散在其中同所述电介质粒子相联合的导体针状粒子；其中所述电介质粒子具有相对所述针状粒子的尺寸大小一样的尺寸，以使得多个所述电介 质粒子被分散在毗邻的针状粒子之间。
13.如权利要求12所述的制造传感器的方法，其特征在于所述可流动聚合物液体被 应用于电路板。
14.如权利要求12所述的制造传感器的方法，其特征在于所述可流动聚合物被应用 于电极，织物或者薄膜。
15.一种传感器，其具有用以支持可流动聚合物液体的底层，促进所述可流动聚合物 液体转换以形成弹性固态聚合物材料，并促进所述弹性固态聚合物材料连接到电路上，其中所述弹性聚合物材料具有分散在其中同电介质粒子相联合的半导体针状粒子；且 所述电介质粒子具有相对所述针状粒子的尺寸大小一样的尺寸，以使得多个所述电介 质粒子被分散在毗邻的针状粒子间。
16.如权利要求15所述的传感器，其特征在于所述弹性聚合物材料经历了一个电特 性的变化，以响应所被适用的能量形式。
17.如权利要求16所述的传感器，其特征在于所述电特性是电阻力或者阻抗，且所述 电阻力或阻抗通过电压的适用而被检测。
18.如权利要求16所述的传感器，其特征在于所述被适用的能量的形式是来自机械 交互作用的机械能量。
19.如权利要求16所述的传感器，其特征在于所述被适用的能量的形式是电磁辐射。
20.如权利要求16所述的传感器，其特征在于所述被适用的能量的形式是同亚原子 粒子或者电离辐射的交互作用。
21.如权利要求16所述的传感器，其特征在于所述被适用的能量的形式是热能。
全文摘要
公开一种电响应合成物材料，同时其生产电响应合成物材料方法，具有底层以支持可流动聚合物液体的传感器和制造传感器的方法。电响应合成物材料被构造成适用于传感器。该方法包括步骤接收可流动聚合物液体；引入电导体针状粒子(1501，1502)，以促进通过量子隧道效应的电传导；和相对应所述针状粒子，加入大小一样尺寸的电介质粒子(1505，1506)，以使得多个所述电介质粒子被分散在毗邻的针状粒子间。
文档编号H01C17/065GK102138188SQ200980133978
公开日2011年7月27日 申请日期2009年8月27日 优先权日2008年8月29日
发明者亚当·格雷厄姆, 保罗·乔纳森·劳克林, 大卫·吕塞, 大卫·布鲁尔, 西里尔·伊尔桑 申请人:佩拉泰克有限公司