一种结构可变的信号检测传感器及制备方法

本申请涉及柔性传感器，特别是涉及一种结构可变的信号检测传感器及制备方法。

背景技术：

1、柔性传感器能够检测压强信号、温度信号及湿度信号等信号，在柔性电子领域具有广阔的应用前景。目前存在能够检测压强信号的传感器对压强信号进行检测，也存在能够检测温度信号的传感器对温度信号进行检测，但是由于检测压强信号的传感器无法兼顾对温度信号进行检测，导致在检测不同信号时需要更换对应传感器进行检测，使得信号检测的效率低下。因此，如何提高信号检测的效率是本领域技术人员关注的重点问题。

技术实现思路

1、基于上述问题，本申请提供了一种结构可变的信号检测传感器及制备方法，以提高信号检测的效率。本申请实施例公开了如下技术方案：

2、第一方面，本申请公开了一种结构可变的信号检测传感器，所述信号检测传感器包括柔性基底、传感晶须和复合导电薄膜，所述传感晶须包括应力翘起晶须和应力非翘起晶须；

3、所述应力翘起晶须与所述应力非翘起晶须连接，所述应力非翘起晶须附着在所述柔性基底上，所述复合导电薄膜贴合在所述应力翘起晶须和所述柔性基底上；

4、其中，所述应力翘起晶须用于在接受到弯曲应力或拉伸应力时翘起，将所述信号检测传感器从二维结构转换为三维结构。

5、可选的，当所述信号检测传感器处于所述二维结构时，所述应力翘起晶须处于非翘起状态，所述应力翘起晶须用于检测压强信号。

6、可选的，当所述信号检测传感器处于所述三维结构时，所述应力翘起晶须处于翘起状态，所述应力翘起晶须用于检测温度信号、湿度信号和气流信号。

7、可选的，所述传感晶须由多壁碳纳米管分散液和聚乙烯亚胺构成。

8、可选的，所述柔性基底包括聚二甲基硅氧烷，所述柔性基底的结构为金字塔微结构阵列。

9、可选的，所述复合导电薄膜包括银纳米线。

10、第二方面，本申请公开了一种结构可变的信号检测传感器的制备方法，包括：

11、获取传感器模板、聚二甲基硅氧烷、多壁碳纳米管分散液、聚乙烯亚胺和复合导电薄膜；

12、在所述传感器模板上旋涂聚二甲基硅氧烷，获得呈金字塔微结构阵列的柔性基底；

13、根据所述多壁碳纳米管分散液和所述聚乙烯亚胺，获得附着在所述柔性基底上的应力非翘起晶须和附着在所述柔性基底上的应力翘起晶须；

14、将所述复合导电薄膜与所述附着在所述柔性基底上的应力非翘起晶须和所述柔性基底进行封装，获得封装传感器；

15、根据所述附着在所述柔性基底上的应力翘起晶须和封装传感器，获得信号检测传感器。

16、可选的，在获取复合导电薄膜之前，还包括：

17、获取银纳米线和聚碳酸酯板；

18、所述获取复合导电薄膜，包括：

19、根据所述银纳米线获得银纳米线乙醇分散液；

20、在所述聚碳酸酯板上喷涂所述银纳米线乙醇分散液，获得所述复合导电薄膜。

21、可选的，所述根据所述多壁碳纳米管分散液和所述聚乙烯亚胺，获得附着在所述柔性基底上的应力非翘起晶须和附着在所述柔性基底上的应力翘起晶须，包括：

22、将所述多壁碳纳米管分散液加水稀释，获得第一多壁碳纳米管喷涂液；

23、将所述聚乙烯亚胺加入所述多壁碳纳米管分散液中，获得第二多壁碳纳米管喷涂液；

24、在所述柔性基底上喷涂所述第一多壁碳纳米管喷涂液和所述第二多壁碳纳米管喷涂液，获得附着在所述柔性基底上的传感晶须；

25、对所述传感晶须进行切割，获得附着在所述柔性基底上的应力非翘起晶须和附着在所述柔性基底上的应力翘起晶须。

26、可选的，所述金字塔微结构阵列的底边长为100微米，所述金字塔微结构阵列中金字塔的间距为100微米。

27、相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

28、在本申请中提出结构可变的信号检测传感器，该信号检测传感器包括柔性基底、传感晶须和复合导电薄膜，传感晶须包括应力翘起晶须和应力非翘起晶须。具体的，应力翘起晶须与应力非翘起晶须连接，应力非翘起晶须附着在柔性基底上，复合导电薄膜贴合在应力翘起晶须和柔性基底上，其中，应力翘起晶须用于在接受到弯曲应力或拉伸应力时翘起，将信号检测传感器从二维结构转换为三维结构。可见，在本申请中通过应力翘起晶须的受力情况来切换该信号检测传感器的结构，从而使得该信号检测传感器可以在不同维度下，检测对应维度下的信号，以此来提高信号检测的效率。

技术特征：

1.一种结构可变的信号检测传感器，其特征在于，所述信号检测传感器包括柔性基底、传感晶须和复合导电薄膜，所述传感晶须包括应力翘起晶须和应力非翘起晶须；

2.根据权利要求1所述的信号检测传感器，其特征在于，当所述信号检测传感器处于所述二维结构时，所述应力翘起晶须处于非翘起状态，所述应力翘起晶须用于检测压强信号。

3.根据权利要求1所述的信号检测传感器，其特征在于，当所述信号检测传感器处于所述三维结构时，所述应力翘起晶须处于翘起状态，所述应力翘起晶须用于检测温度信号、湿度信号和气流信号。

4.根据权利要求1所述的信号检测传感器，其特征在于，所述传感晶须由多壁碳纳米管分散液和聚乙烯亚胺构成。

5.根据权利要求1所述的信号检测传感器，其特征在于，所述柔性基底包括聚二甲基硅氧烷，所述柔性基底的结构为金字塔微结构阵列。

6.根据权利要求1所述的信号检测传感器，其特征在于，所述复合导电薄膜包括银纳米线。

7.一种结构可变的信号检测传感器的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在获取复合导电薄膜之前，还包括：

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述根据所述多壁碳纳米管分散液和所述聚乙烯亚胺，获得附着在所述柔性基底上的应力非翘起晶须和附着在所述柔性基底上的应力翘起晶须，包括：

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述金字塔微结构阵列的底边长为100微米，所述金字塔微结构阵列中金字塔的间距为100微米。

技术总结
本申请公开了一种结构可变的信号检测传感器及制备方法。信号检测传感器包括柔性基底、传感晶须和复合导电薄膜，传感晶须包括应力翘起晶须和应力非翘起晶须；应力翘起晶须与应力非翘起晶须连接，应力非翘起晶须附着在柔性基底上，复合导电薄膜贴合在应力翘起晶须和柔性基底上；其中，应力翘起晶须用于在接受到弯曲应力或拉伸应力时翘起，将信号检测传感器从二维结构转换为三维结构。可见，在本申请中通过应力翘起晶须的受力情况来切换该信号检测传感器的结构，从而使得该信号检测传感器可以在不同维度下，检测对应维度下的信号，以此来提高信号检测的效率。

技术研发人员：刘建伟,徐杰龙,陈诚
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11