1.本发明涉及传感器领域，具体为一种柔性传感器制备工艺。
背景技术：2.柔性传感器是将可见光作为探测对象，将可见光的强度变化转换成电压或者电压变化的器件，广泛应用于便携式消费类产品(如智能手机、台式电脑以及便携式音乐播放器)、消费类电视机产品(包括液晶、等离子、背投以及 crt电视等)、医疗、工业以及汽车领域等。
3.现有技术中柔性传感器多采用硅光电二极管或者硅光电三极管作为探测器，其结构中通常还包括滤光片或高分子封装材料，以滤除红外光和紫外光。硅光电二极管或三极管中，光活性层多采用对可见光有强烈光电效应的无机物(如硫化镉)，这类无机物通常经旋涂或蒸镀工艺沉积在电极上。其存在的问题是：1)硅片作为基底，以无机物作为活性层制备的器件是非柔性的，限制了其在可穿戴方面的应用；2)随着传感器件微结构化的发展，传统工艺中通过溅射、掩模光刻法/腐蚀或者蒸镀工艺制备电极，由于掩模版制备工艺复杂，增加了微结构化器件的制备难度，并且蒸镀工艺也不适合微结构化器件的制备，且难以实现快速大规模的制备，同时，工艺难以调控，导致传感器的灵敏度欠佳；3)光活性层采用无机物，而硫化镉和硅的光电特性均为可见光至近红外接受的范围，因此需要额外增加红外线吸收材料层，如陶瓷/金属壳体/蓝玻璃，增加了成本，且使工艺复杂化，另外，无机物形成光活性层通常采用光刻、注入或蒸镀工艺，设备昂贵、工艺复杂，在成器件制备成本上升，且难以快速、大面积制备产品。
4.因此，提供一种柔性、高灵敏度、稳定性良好、成本低、制备工艺简单的柔性传感器及其制备方法是现有技术中亟待解决的问题。
技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种柔性、高灵敏度、稳定性良好、成本低、制备工艺简单的柔性传感器及其制备方法是现有技术中亟待解决的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性传感器制备工艺，包括以下步骤：
7.s1:在上下柔性基底材料的表面印刷导线层和有机半导体膜层，并组成网格状测量回路；
8.s2:在两层网格交点位置分别印刷与其导线方向垂直的绝缘层，并在绝缘层外侧覆盖硅胶层；
9.s3:在绝缘层基础上，印刷与绝缘层线条方向垂直的应变温敏电阻材料层，以及导电体与有机半导体膜层连接；
10.s4:下层电路印刷丝印胶层，丝印胶层成条状，与导线层导线相互平行；
11.s5:通过丝印胶层将上下电路粘接，在上下层电路交叉点位置构成柔性阵列传感
器敏感单元。
12.在一实施例中，提供一氧化石墨烯薄膜，对氧化石墨烯薄膜进行硅烷改性，得到改性还原氧化石墨烯薄膜，在所述改性还原氧化石墨烯薄膜一面上涂上媒介材料，使所述媒介材料吸附于所述改性还原氧化石墨烯薄膜上。
13.在一实施例中，所述氧化石墨烯薄膜的厚度为30-80μm。
14.在一实施例中，所述导线层为金、银、铜、铁或其合金。
15.在一实施例中，所述生物酶为葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶或乙醇氧化酶。
16.在一实施例中，通过喷墨打印法制备有机半导体膜层。
17.在一实施例中，将含有所述媒介材料的溶液滴涂至所述改性还原氧化石墨烯薄膜一侧的表面上，并进行干燥。
18.本发明提供了一种柔性传感器制备工艺，具备以下有益效果：
19.(1)本发明采用本方案的柔性传感器，当柔性传感器拉伸发生形变，由于其中间设有金属层，该金属层随着外部硅胶拉伸形变而发生形变，该金属层(金属的长宽等都发生变化)的电阻值也发生了变化。此时，该柔性传感器的拉伸形变量与电阻值的变化量形成关联关系，可用于测量待测物体的形变，并通过导电体把电阻值向外传递。
20.(2)本发明所用柔性传感器单元采用纳米印制的方法来实现，其图形结构精确，整体性强，从而使其工作稳定，使用方便，适应性好。
附图说明
21.图1是本发明第一实施例传感器制备工艺的流程图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
23.如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种柔性传感器制备工艺，包括以下步骤：
24.s1:在上下柔性基底材料的表面印刷导线层和有机半导体膜层，并组成网格状测量回路；
25.s2:在两层网格交点位置分别印刷与其导线方向垂直的绝缘层，并在绝缘层外侧覆盖硅胶层；
26.s3:在绝缘层基础上，印刷与绝缘层线条方向垂直的应变温敏电阻材料层，以及导电体与有机半导体膜层连接；
27.s4:下层电路印刷丝印胶层，丝印胶层成条状，与导线层导线相互平行；
28.s5:通过丝印胶层将上下电路粘接，在上下层电路交叉点位置构成柔性阵列传感器敏感单元。
29.进一步的，提供一氧化石墨烯薄膜，对氧化石墨烯薄膜进行硅烷改性，得到改性还原氧化石墨烯薄膜，在所述改性还原氧化石墨烯薄膜一面上涂上媒介材料，使所述媒介材料吸附于所述改性还原氧化石墨烯薄膜上。
30.进一步的，所述氧化石墨烯薄膜的厚度为30-80μm。
31.进一步的，所述导线层为金、银、铜、铁或其合金。
32.进一步的，所述生物酶为葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶或乙醇氧化酶。
33.进一步的，通过喷墨打印法制备有机半导体膜层。
34.进一步的，将含有所述媒介材料的溶液滴涂至所述改性还原氧化石墨烯薄膜一侧的表面上，并进行干燥。
35.实施例一：将抽滤得到的厚度为100μm的氧化石墨烯薄膜100mg置于干燥器中，干燥器内放置盛有200μl的3-氨丙基三乙氧基硅烷的培养皿，密封后在180℃下反应3h。反应结束后将所得的改性还原氧化石墨烯薄膜取出，并抽真空处理三次。配制500mg/l的亚甲基蓝水溶液，滴涂在硅烷改性还原氧化石墨烯薄膜一侧的表面上，用量为100μl/cm2。自然干燥后在去离子水中浸渍洗涤3次，干燥后得到吸附有媒介材料的改性还原氧化石墨烯薄膜。将葡萄糖氧化酶溶于磷酸缓冲液(ph＝7.2)中，浓度为10-50mg/ml，随后与1％的壳聚糖溶液(溶剂为2％乙酸水溶液)按照体积比1:2混合，得到混合酶液；随后将上述酶液滴涂在改性还原氧化石墨烯薄膜的吸附有媒介材料的面上，控制用量在10-50μl/cm2。4℃下干燥后，利用戊二醛蒸汽在30℃下交联1h 以固酶，得到葡萄糖酶传感器电极。
36.实施例二：实施例二与上述实施例基本相同，其不同之处在于，采用甲基三乙氧基硅烷作为硅烷改性的反应物。由于该硅烷改性后的改性还原氧化石墨烯薄膜呈疏水性，在进行有机染料吸附时，需要将有机染料溶于有机溶剂(如乙醇)中，再进行滴涂。
37.综上所述，本发明首先利用硅烷蒸汽对氧化石墨烯薄膜进行同步还原和交联，制备兼具导电性和力学强度的改性还原氧化石墨烯薄膜；然后再借助π-π相互作用在石墨烯薄膜表面吸附媒介材料，以在改性还原氧化石墨烯薄膜上形成媒介层。该方式避免了传统媒介层形成时的繁琐电聚合工艺，制备方法过程简单，能够使媒介层与电极本体紧密结合，且能够实现传感器电极的柔性化。
38.本发明还提供了一种柔性传感器电极，该柔性传感器电极由上述柔性传感器电极制备方法制备而成，包括电极本体、媒介层及生物酶层，该电极本体为硅烷改性还原氧化石墨烯薄膜，该媒介层通过π-π相互作用吸附于硅烷改性还原氧化石墨烯薄膜，该生物酶层形成于媒介层上。
39.在本实施例中，氧化石墨烯薄膜本身具有较好的柔性。通过对氧化石墨烯薄膜进行硅烷改性，一方面能够对氧化石墨烯薄膜进行还原，使得改性还原氧化石墨烯薄膜具有导电性能，使其能够作为电极本体而存在；另一方面，还能够通过交联反应，提高改性还原氧化石墨烯薄膜的力学强度，使其能够较为稳固地对媒介材料及生物酶进行支撑。由于石墨烯是一种二维纳米碳材料，具有sp2杂化的蜂窝状结构，其具有巨大的比表面积、优异的电化学性能、电子传输速率高等优点，石墨烯的大π键结构与媒介材料，如有机染料分子中的共轭部分之间存在较强的π-π相互作用，可以实现石墨烯与媒介材料分子间的面对面吸附组装。使得媒介材料能够较为容易且牢固地吸附于改性还原氧化石墨烯薄膜上。因此，该制备方法过程简单，能够使媒介层与电极本体紧密结合，且能够实现传感器电极的柔性化。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。