本申请涉及传感器领域，特别是涉及一种压力传感器制备方法及其制备的压力传感器。
背景技术：
：：压力传感器，是指将压力转换为可测电信号的器件。压力传感器的应用非常广泛，从风力测量等科学探测应用到自动化系统等工业需求、从精密天平等微力的精密测量到普通电子天平等一般物体测重，在各个领域都有着不可或缺的作用。对于不同的领域，所需测量的压力的精度要求、量程范围等往往是不同的，尤其在生物检测及医学检测领域，需要极其灵敏度的传感器，而传统的压力传感器灵敏度都较低。技术实现要素：基于此，有必要针对传统的传感器灵敏度低的问题，提供一种压力传感器制备方法及其制备的压力传感器。本申请一实施例提供一种压力传感器的制备方法，包括：S110，提供一弹性薄膜和一还原氧化石墨烯薄膜；S120，沿着第一方向和第二方向拉伸所述弹性薄膜，使得所述弹性薄膜在所述第一方向和所述第二方向伸长；S130，将所述还原氧化石墨烯薄膜转移至在所述第一方向和所述第二方向伸长后的所述弹性薄膜；以及S140，释放在所述第一方向和所述第二方向伸长后的所述弹性薄膜，使得伸长后的所述弹性薄膜收缩，使所述还原氧化石墨烯薄膜产生褶皱结构。在其中一个实施例中，所述S120包括：S122，沿着所述第一方向拉伸所述弹性薄膜，使所述弹性薄膜在所述第一方向上伸长并具有第一伸长量，并在第一外力作用下使所述弹性薄膜保持所述第一伸长量；S124，沿着所述第二方向拉伸所述弹性薄膜，使所述弹性薄膜在所述第二方向上伸长并具有第二伸长量，并在第二外力作用下使所述弹性薄膜保持所述第二伸长量。在其中一个实施例中，所述S140包括：S142，沿着所述第一方向和所述第二方向同时释放所述弹性薄膜，使所述弹性薄膜在所述第一方向上收缩恢复所述第一伸长量，在所述第二方向上收缩恢复所述第二伸长量。在其中一个实施例中，所述压力传感器的制备方法还包括：S150，采用填缝剂将所述还原氧化石墨烯薄膜增固。在其中一个实施例中，所述压力传感器的制备方法还包括：S160，提供第一封装基底和第二封装基底；S170，用所述第一封装基底覆盖所述弹性薄膜远离所述还原氧化石墨烯薄膜的表面；S180，在所述第二封装基底表面间隔设置至少两个条形电极；S190，将所述第一封装基底和所述第二封装基底贴合，使所述条形电极夹设于所述还原氧化石墨烯薄膜和所述第二封装基底之间。本申请一实施例提供一种压力传感器，包括：弹性薄膜；具有褶皱结构的还原氧化石墨烯薄膜，包括褶皱面和贴附面，所述贴附面贴附于所述弹性薄膜表面，所述褶皱面包括底面和多个条形凸起，所述多个条形凸起呈扭曲状且无规则间隔分布。在其中一个实施例中，所述压力传感器还包括：两个条形电极，间隔设置于所述还原氧化石墨烯薄膜远离所述弹性薄膜的表面。在其中一个实施例中，多个所述条形电极在所述还原氧化石墨烯薄膜表面叉指状分布。在其中一个实施例中，所述压力传感器还包括：第一封装基底，覆盖于所述弹性薄膜远离所述还原氧化石墨烯薄膜的表面；第二封装基底，覆盖所述条形电极和所述还原氧化石墨烯薄膜远离所述弹性薄膜的表面。在其中一个实施例中，所述压力传感器还包括填缝剂，设置于所述还原氧化石墨烯薄膜的褶皱结构的空隙。本申请实施例中，通过将所述还原氧化石墨烯薄膜贴附于预拉伸的所述弹性薄膜，再将所述弹性薄膜回复正常状态，使所述还原氧化石墨烯薄膜从两个方向收缩形成具有多个无规则间隔分布的条形凸起的褶皱结构，所述褶皱结构类似于大脑皮层的沟回状，作为压力传感器的压敏结构。所述沟回状的褶皱结构中褶皱的密度大，有利于提高压力传感器的灵敏度。由于所述还原氧化石墨烯为片层结构，在经过压缩后，会产生断裂，产生的褶皱较为尖耸，使所述压力传感器的初始接触面积较小，受到压力易变形，灵敏度高。附图说明图1为本申请一实施例提供的压力传感器的制备方法流程图；图2为本申请一实施例提供的压力传感器中条形电极的分布示意图；图3为本申请一实施例提供的压力传感器的结构示意图；图4为图3所示圈A部分的局部放大示意图；图5为本申请一实施例提供的还原氧化石墨烯薄膜表面形态示意图；图6为本申请另一实施例提供的压力传感器中条形电极的分布示意图；图7为本申请又一实施例提供的压力传感器中条形电极的分布示意图；图8为本申请再一实施例提供的压力传感器中条形电极的分布示意图；图9为本申请另一实施例提供的压力传感器的灵敏度测试结果图。附图标号说明：10压力传感器100弹性薄膜200还原氧化石墨烯薄膜210褶皱面212底面214条形凸起220贴附面300条形电极400第一封装基底500第二封装基底600填缝剂700导线具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
技术领域：
：的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参见图1。本申请一实施例提供一种压力传感器10的制备方法，包括以下步骤：S110，提供一弹性薄膜100和一还原氧化石墨烯薄膜200；S120，沿着第一方向和第二方向拉伸所述弹性薄膜100，使得所述弹性薄膜100在第一方向和第二方向伸长；S130，将所述还原氧化石墨烯薄膜200转移至在所述第一方向和所述第二方向伸长后的所述弹性薄膜100；以及S140，释放在所述第一方向和所述第二方向伸长后的所述弹性薄膜100，使得伸长后的所述弹性薄膜100收缩，使所述还原氧化石墨烯薄膜200产生褶皱结构。所述弹性薄膜100可以拉伸并回缩恢复原状。所述弹性薄膜100的其中一面可以使所述还原氧化石墨烯薄膜200固定。在一个实施例中，所述弹性薄膜100的其中一面有胶，可以粘住所述还原氧化石墨烯薄膜200。在一个实施例中，所述弹性薄膜100的两面都有胶。在一个实施例中，所述弹性薄膜100为双面胶，便于固定所述还原氧化石墨烯薄膜200，也便于拉伸所述弹性薄膜100。在一个实施例中，所述弹性薄膜100可以为双面胶。所述弹性薄膜100还可以为其它可拉伸并恢复的软胶材料。在一个实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜200的厚度可以为1um–20um。在一个实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜200的厚度可以为4um。在步骤S120中，提供一移动平台，可以将所述弹性薄膜100固定在移动平台上，利用所述移动平台将所述弹性薄膜100在两个不同的方向即所述第一方向和所述第二方向拉伸。所述弹性薄膜100在所述第一方向和所述第二方向拉伸的长度不限，可以根据需要进行调节。在一个实施例中，所述弹性薄膜100在所述第一方向和所述第二方向分别拉伸0.3倍。在一个实施例中，所述第一方向和所述第二方向可以为正交方向。在一个实施例中，所述弹性薄膜100可以为长宽均为4cm的正方形薄膜，并分别向长宽方向拉伸。在步骤S140中，释放在所述第一方向和所述第二方向伸长后的所述弹性薄膜100时，可以先释放所述第一方向的第一伸长量，再释放所述第二方向的第二伸长量。也可以将所述弹性薄膜100同时在所述第一方向和所述第二方向释放。所述释放是指使所述移动平台恢复原位，从而使所述弹性薄膜100恢复成自然状态。在释放所述弹性薄膜100时，贴附于所述弹性薄膜100的所述还原氧化石墨烯薄膜200随之一起收缩，形成褶皱。所述还原氧化石墨烯薄膜200形成褶皱结构是指在所述还原氧化石墨烯薄膜200远离所述弹性薄膜100的表面形成无数微米级的条形凸起214，所述条形凸起214无规则间隔分布，构成类似于大脑皮层的沟回状结构。在一个实施例中，所述条形凸起214与所述弹性薄膜100之间形成中空结构。在一个实施例中，所述条形凸起214的高度可以相同也可以不同。在一个实施例中，所述条形凸起214的高度可以由所述弹性薄膜100的拉伸长度决定。在所述弹性薄膜100的拉伸极限内，所述弹性薄膜100的拉伸长度越长，收缩时所述还原氧化石墨烯薄膜200形成的条形凸起214高度越高。在一个实施例中，所述弹性薄膜100回缩的速度可以为1mm/s。所述弹性薄膜100回缩的速度过快会使产生的褶皱有不均匀的情况，影响所述传感器10的灵敏度。在本实施例中，将所述还原氧化石墨烯薄膜200贴附于预拉伸的所述弹性薄膜100，再将预拉伸的所述弹性薄膜100释放恢复正常状态，从而使所述还原氧化石墨烯薄膜200形成具有多个无规则间隔分布的条形凸起214的褶皱结构，类似于大脑皮层的沟回状。所述褶皱结构与物体接触时，接触面积小，灵敏度高。由于所述还原氧化石墨烯200为片层结构，在经过压缩后，会产生断裂，所以所述条形凸起214的顶峰比较尖耸，可以使所述还原氧化石墨烯200的初始接触面积较小，受到压力时接触面积的变化更大，使电阻变化更大，有利于提高所述压力传感器10的灵敏度。在一个实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜的制备方法包括：步骤1，提供氧化石墨烯(GO)；步骤2，用酒精将实验所需器材擦拭洁净；步骤3，将GO进行称量，称取40mg，放入小烧杯中；步骤4，向装有GO的烧杯中加入20ml去离子水；步骤5，将溶液进行超声，设定为10min；步骤6，超声结束后，将样品取出，将样品倒入培养皿中；步骤7，将放有样品的培养皿放入鼓风干燥箱中，设定温度为45℃；以及步骤8，6小时后将样品取出，放入真空干燥箱中，将温度调为250℃-400℃，并设定时间为三小时以上，得到还原氧化石墨烯薄膜。在一个实施例中，步骤8中，真空干燥箱的温度设为250℃，并设定保持温度时间为300min。在一个实施例中，所述S120包括：S122，沿着所述第一方向拉伸所述弹性薄膜100，使所述弹性薄膜100在所述第一方向上伸长并具有第一伸长量，并在第一外力作用下使所述弹性薄膜100保持所述第一伸长量；S124，沿着所述第二方向拉伸所述弹性薄膜100，使所述弹性薄膜100在所述第二方向上伸长并具有第二伸长量，并在第二外力作用下使所述弹性薄膜100保持所述第二伸长量。在本实施例中，依次进行两个不同方向的拉伸，可以使所述弹性薄膜100的张力分布更均匀，便于收缩时产生均匀分布的褶皱，使所述压力传感器10各处的灵敏度更均匀。在一个实施例中，所述S140包括：S142，沿着所述第一方向和所述第二方向同时释放所述弹性薄膜100，使所述弹性薄膜100在所述第一方向上收缩恢复所述第一伸长量，在所述第二方向上收缩恢复所述第二伸长量。所述收缩恢复伸长量是指使所述弹性薄膜100从伸长状态恢复正常状态。在本实施例中，同时进行两个不同方向的回缩，可以使所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱分布更加均匀，使所述压力传感器10各处的灵敏度更均匀。在一个实施例中，所述S140包括：S144，沿着所述第一方向释放所述弹性薄膜100，使所述弹性薄膜100在所述第一方向上收缩恢复所述第一伸长量；S146，沿着所述第二方向释放所述弹性薄膜100，使所述弹性薄膜100在所述第二方向上收缩恢复所述第二伸长量。在本实施例中，依次进行两个不同方向的回缩，可以使所述还原氧化石墨烯薄膜200的大部分褶皱呈波浪形分布。在一个实施例中，所述压力传感器10的制备方法还包括：S150，采用填缝剂600将所述还原氧化石墨烯薄膜200增固。在S150中，所述填缝剂600初始形态为液态，并可以在一定时间后凝固为固态。具体操作方法如下：将所述填缝剂600滴加在所述还原氧化石墨烯薄膜200的边缘处。将所述还原氧化石墨烯薄膜200倾斜，使得所述填缝剂600流入所述还原氧化石墨烯薄膜200褶皱结构的空隙。所述还原氧化石墨烯薄膜200褶皱结构的空隙包括所述条形凸起214与所述弹性薄膜100之间的中空结构，以及多个所述条形凸起214间的空隙。将所述还原氧化石墨烯薄膜200放平，静置直至所述填缝剂600固化，得到增固的还原氧化石墨烯薄膜200。在一个实施例中，所述填缝剂600可以为PDMS。具体地，所述填缝剂600可以为由主剂和固化剂以10:1的比例混合而成的液态PDMS。所述还原氧化石墨烯薄膜200倾斜时的角度可以根据需要选择。在一个实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜200倾斜时的角度可以为60°。所述液态PDMS在进入所述还原氧化石墨烯薄膜200褶皱结构的空隙后，静置12小时可以完全固化。在本实施例中，所述填缝剂600可以给所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱提供支撑，避免所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱在受到压力后塌陷变形，影响灵敏度，可以提高所述压力传感器10的使用寿命。在一个实施例中，所述的压力传感器10的制备方法还包括：S160，提供第一封装基底400和第二封装基底500；S170，用所述第一封装基底400覆盖所述弹性薄膜100远离所述还原氧化石墨烯薄膜200的表面；S180，在所述第二封装基底500表面间隔设置至少两个条形电极300；S190，将所述第一封装基底400和所述第二封装基底500贴合，使所述条形电极300夹设于所述还原氧化石墨烯薄膜200和所述第二封装基底500之间。所述第一封装基底400和所述第二封装基底500为绝缘材料。所述第一封装基底400和所述第二封装基底500用于承压和封装器件。在一个实施例中，所述第一封装基底400和所述第二封装基底500的面积大于所述弹性薄膜100和还原氧化石墨烯薄膜200的面积，便于封装。在一个实施例中，所述第一封装基底400和所述第二封装基底500可以为PET。在一个实施例中，在S190中，所述第一封装基底400和所述第二封装基底500贴合到一起后，可以用透明胶将所述第一封装基底400和所述第二封装基底500边缘粘合固定，完成封装。请参见图2。所述两个条形电极300分别连接导线700来连接电源。在一个实施例中，所述导线700可以为铜箔。在一个实施例中，所述条形电极300可以为导电胶。所述导电胶平行间隔地涂抹在所述第二封装基底500的表面。在一个实施例中，所述条形电极300可以为银胶。在一个实施例中，所述两个条形电极300分别完全覆盖所述还原氧化石墨烯薄膜200的相对的两端，只在所述两个条形电极300间留下一条空隙。在一个实施例中，所述两个条形电极300之间的空隙的宽度可以为1mm-5mm。所述两个条形电极300尽可能多的覆盖所述还原氧化石墨烯薄膜200的表面，可以及时反应所述还原氧化石墨烯薄膜200各处的压力变化，提高所述压力传感器10的灵敏度。在本实施例中，所述条形电极300连接电源后，所述还原氧化石墨烯薄膜200受到压力后表面褶皱结构变形，引起电阻的变化，从而使电流改变。所述还原氧化石墨烯薄膜200的的表面的褶皱结构体积微小，密度大，可以测量微小的压力变化，实现高灵敏度的所述压力传感器10。请一并参见图3和图4，本申请提供一种压力传感器，包括弹性薄膜100和还原氧化石墨烯薄膜200。所述还原氧化石墨烯薄膜200具有褶皱结构。所述还原氧化石墨烯薄膜200包括褶皱面210和贴附面220。所述贴附面220贴附于所述弹性薄膜100表面。所述褶皱面210包括底面212和条形凸起214。所述条形凸起214呈扭曲状且无规则间隔分布。在一个实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜200的厚度可以为1um–20um。在一个实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜200的厚度可以为4um。在一个实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱结构类似于大脑皮层的沟回状褶皱，所述多个条形凸起214无规则间隔分布。所述褶皱结构具有多个微米级的所述条形凸起214且凸出于所述底面212。在一个实施例中，所述多个条形凸起214的高度可以相同也可以不同。在一个实施例中，所述条形凸起214的顶峰比较尖耸，有利于降低所述压力传感器10的初始接触面积，提高所述压力传感器10的灵敏度。所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱结构受到压力时接触面积变大，电阻变小，从而改变电流，将压力信息转化为电信息。在本实施例中，所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱结构为多个扭曲状的条形凸起214无规则间隔分布，使褶皱的密度更大，受到压力时反应更灵敏，有利于提高所述压力传感器10的灵敏度。请参见图5，本申请提供一实施例得到的所述还原氧化石墨烯薄膜200的表面形态图。从图5可以得知所述还原氧化石墨烯薄膜200的表面具有多条扭曲状的条形凸起214，且无规则间隔分布。在一个实施例中，所述压力传感器10还包括填缝剂600。所述填缝剂600填充于所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱结构的空隙。所述还原氧化石墨烯薄膜200褶皱结构的空隙包括所述条形凸起214与所述弹性薄膜100之间的中空结构，以及多个所述条形凸起214间的空隙。在一个实施例中，所述填缝剂600填充所述中空结构及相邻所述条形凸起214的空隙的一部分。具体地，所述填缝剂600覆盖所述底面212以及所述条形凸起214与所述底面212连接的部分区域，使所述条形凸起214的顶峰裸露于所述填缝剂600之外。在一个实施例中，所述条形凸起214的顶峰与所述填缝剂600外表面的距离为所述条形凸起214的与所述底面212的距离的1/5-4/5。在一个实施例中，所述填缝剂600可以为PDMS。在本实施例中，所述填缝剂600可以给所述还原氧化石墨烯薄膜200的褶皱结构提供支撑，防止所述褶皱结构在受到压力后塌陷变形影响灵敏度，提高所述压力传感器10的使用寿命。请一并参见图6，在一个实施例中，所述压力传感器10还包括两个条形电极300。所述两个条形电极300间隔设置于所述还原氧化石墨烯薄膜200远离所述弹性薄膜100的表面。在一个实施例中，所述两个条形电极300平行间隔设置于所述还原氧化石墨烯薄膜200相对的两端。所述两个条形电极300分别连接导线700来连接电源。在一个实施例中，所述导线700可以为铜箔。在一个实施例中，所述条形电极300可以为导电胶。在一个实施例中，所述条形电极300可以为银胶。在一个实施例中，所述两个条形电极300分别完全覆盖所述还原氧化石墨烯薄膜200的相对的两端，只在所述两个条形电极300之间留下一条空隙(请参见图7)。在一个实施例中，所述两个条形电极300之间的空隙的宽度可以为1mm-5mm。所述两个条形电极300尽可能多的覆盖所述还原氧化石墨烯薄膜200的表面，可以及时反应所述还原氧化石墨烯薄膜200各处的压力变化，提高所述压力传感器10的灵敏度。在本实施例中，所述条形电极300用于连接电源，使所述压力传感器10及时反应压力变化引起的电信号的变化。连接电源后，所述具有褶皱的还原氧化石墨烯薄膜200受到压力后引起电阻的变化，从而使电流改变。请一并参见图8，在一个实施例中，多个所述条形电极300在所述还原氧化石墨烯薄膜200表面叉指状分布。多个所述条形电极300间的间隔可以为1mm-5mm。所述条形电极300与导线700连接形成叉指电极，可以使所述还原氧化石墨烯薄膜200表面各处的压力变化更灵敏。在一个实施例中，所述压力传感器10还包括第一封装基底400和第二封装基底500。所述第一封装基底400覆盖于所述弹性薄膜100远离所述还原氧化石墨烯薄膜200的表面。所述第二封装基底500覆盖所述条形电极300和所述还原氧化石墨烯薄膜200远离所述弹性薄膜100的表面。所述第一封装基底400和所述第二封装基底500为绝缘材料。所述第一封装基底400和所述第二封装基底500用于承压和封装器件。在一个实施例中，所述第一封装基底400和所述第二封装基底500的面积大于所述还原氧化石墨烯薄膜200的面积。在一个实施例中，所述第一封装基底400和所述第二封装基底500可以为PET。在一个实施例中，所述第一封装基底400和所述第二封装基底500边缘设置有透明胶，可以将所述第一封装基底400和所述第二封装基底500粘合固定，进行封装。在本实施例中，所述第一封装基底400和所述第二封装基底500可以保护所述压力传感器10的内部结构，增加所述压力传感器10的使用寿命。请参见图9，本申请提供一实施例得到的压力传感器10实验得到的灵敏度测试结果。图9中通过电流变化率与压强的关系表现灵敏度。在0kPa-0.49kPa的压强下的灵敏度为2.82kPa-1，在0.98kPa-9.8kPa压强下的灵敏度为0.09kpa-1。在同行业制造的柔性压力传感器中，比如中国科学院苏州纳米科技与纳米仿生研究所王学文等人在2014年发表的“Silk-MoldedFlexible,Ultrasensitive,andHighlyStableElectronicSkinforMonitoringHumanPhysiologicalSignals”中记载的柔性薄膜压力传感器，在300Pa以下的灵敏度为1.8kPa-1。对比可得，本申请中的压力传感器10同在低压力区间具有高度的灵敏度，且应用范围可以达到500Pa以下，可以应用于运动压力传感，机器人手指端的压力传感，医学检测、生物检测等领域。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 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