CN107389234A - 一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法 - Google Patents

一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107389234A
CN107389234A CN201710593245.3A CN201710593245A CN107389234A CN 107389234 A CN107389234 A CN 107389234A CN 201710593245 A CN201710593245 A CN 201710593245A CN 107389234 A CN107389234 A CN 107389234A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano wire
separation layer
piezoresistive transducer
nano
layer based
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710593245.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107389234B (zh
Inventor
高义华
刘逆霜
罗成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201710593245.3A priority Critical patent/CN107389234B/zh
Publication of CN107389234A publication Critical patent/CN107389234A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107389234B publication Critical patent/CN107389234B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges

Abstract

本发明公开了一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法，压阻式传感器包括导电基底、隔离层和导电聚合物膜，隔离层为纳米线。利用微观的纳米线网络结构调控宏观材料的电学接触，同时保证两层活性材料既能良好接触又能对外界压力有大的响应。将纳米线作隔离层，纳米线电纺在平整的导电基底上；将导电聚合物膜较为不平整的一面与纺有纳米线的导电基底接触，形成高灵敏度的压阻式传感器。本发明的制备方法简单且成本低。

Description

一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料领域，更具体地，涉及一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法。
背景技术
当受到外界力时，将伴随着器件内部机械形变而来的电阻变化转换成可显示的电流变化是压阻式传感器的工作原理。由于压阻式传感器器件构造简单，成本低和信号易于采集等优点，其在可穿戴电子设备、人机界面和电子皮肤等众多领域展现出宏大的应用前景。灵敏度，即相对电阻或相对电流强度随外界压力变化快慢，是压阻式传感器的一个至关重要的性能参数，提高灵敏度是获得高性能压阻式的关键之一。
压阻式传感器在相同外力下，大的相对电阻变化对应高的灵敏度。为提高其灵敏度，当前的研究主要集中于使活性传感材料的表面变粗糙，使压阻式传感器在施加外界压力前后有很大的接触电阻变化，从而显示出大的灵敏度。例如2014年Park等人将碳纳米管和PDMS混合液浇铸微半球体阵列后，两层之间的挤压后表现出15.1kPa-1的灵敏度；又如Su等人在2015年利用树叶为模板浇铸PDMS形成树叶形貌的表面凹凸不平的结构，通过表面修饰有导电材料后，将两块该PDMS的凹凸不平的面相互挤压，获得的灵敏度高达50.17kPa-1。但由于这些方法工艺复杂、流程繁多，限制了它们的发展。
另一种可行的方法是引入触摸传感器中使用隔离层的思想。在触摸传感器中，作为探测外界压力的隔离物，有规律地分布在两层电极之间，可以实现对压力空间分布的探测。这样的隔离层同样可以实现对压阻式传感器的活性材料接触电阻的调控，使得在压力状态下电阻急剧减小，从而获得高的灵敏度。然而，同时要能够保证两层活性材料既能良好接触又能对外界压力有大的响应的难度很大。
由此可见，现有技术存在着不能同时保证两层活性材料既能良好接触又能对外界压力有大的响应的技术问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法，由此解决现有技术存在不能同时保证两层活性材料既能良好接触又能对外界压力有大的响应的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，包括：导电基底、隔离层和导电聚合物膜，其中隔离层为纳米线。
进一步的，纳米线为聚乙烯纳米线、聚丙烯纳米线、聚乳酸纳米线、聚己内酯聚氯乙烯纳米线、聚环氧己烷纳米线、聚苯乙烯纳米线、蚕丝蛋白纳米线、聚酰胺纳米线、聚乙烯醇纳米线、聚乙烯吡咯烷酮纳米线和聚胺酯纳米线中的任意一种。
优选的，纳米线为聚乙烯醇纳米线。以PVA的水溶液为前驱体进行电纺获得，安全、环保且制备工艺简单。
进一步的，导电聚合物膜为表面褶皱的层状膜，导电聚合物膜为聚吡咯膜、石墨烯膜、聚苯胺膜、聚噻吩膜、聚乙炔膜及它们的复合膜中的任意一种。
导电聚合物膜为表面褶皱的层状膜，褶皱是为保证在不受外界压力情况下该导电聚合物膜有些地方与平整的导电基底有接触，这样才会有大的接触电阻。而在受外力的情况下，上下两个导电材料接触面积增大，接触电阻变小，显示出传感性能。
优选的，导电聚合物膜为聚吡咯膜。聚吡咯膜具有优良导电性，且表面有褶皱，容易通过电镀获得。
进一步的，导电基底为ITO玻璃片、FTO玻璃片和PET/ITO片中任意一种。
优选的，导电基底为PET/ITO片。PET/ITO是在PET材料上镀上一层导电玻璃材料ITO得到的，成本低。另外，选用该材料是因为它可以弯曲，而导电性不会有影响。这相比于非柔性材料如导电玻璃来说有更大的应用价值。
按照本发明的另一方面，提供了一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，包括：
(1)将纳米线作隔离层，纳米线电纺在平整的导电基底上，通过加热固化纳米线形成稳定网络结构；
(2)将导电聚合物膜较为不平整的一面与纺有纳米线的导电基底接触，形成压阻式传感器。
导电基底的表面平整，平整是为了保证纳米线通过电纺能在其表面构成稳定的网络结构，在导电聚合物膜的挤压下不会被破坏。
压阻式传感器的制备方法优选为：
(1)将聚乙烯醇纳米线作隔离层，聚乙烯醇纳米线电纺在平整的PET/ITO片上，电纺的时间为0min-4min，通过加热固化纳米线形成稳定网络结构；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯膜，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/ITO片接触，形成压阻式传感器。
通过控制电纺时间，得到疏密程度适当的聚乙烯醇纳米线网络，从而保证两层活性材料既能良好接触又能随外界压力有大的接触电阻变化。
优选的，电纺的时间为1min。
通过控制电纺时间调控纳米线疏密程度，传感性能是从0到1分钟变好，再从1分钟到4分钟变差。0分钟对应没有PVA纳米线时聚吡咯膜与导电基底直接接触，由于电镀出来的聚吡咯膜是内部蓬松、表面褶皱的，在受压状态下，聚吡咯本身的电阻会因更加密实而变小，与导电基底接触电阻变小，从而器件表现出传感性能。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明将纳米线作隔离层，利用微观的纳米线网络结构调控宏观材料的电学接触，在未受外界压力时，隔离层可以实现对导电聚合物膜与导电基底之间的有效隔离而使它们之间的有少量的电学接触；在受外界压力情况下，导电聚合物膜克服纳米线的隔离作用，与导电基底形成大量导电通路，显示出很大的电流变化，从而获得高的灵敏度，且同时保证两层活性材料既能良好接触又能对外界压力有大的响应。
(2)本发明的制备方法是通过一种成本低、工艺简单的途径获得高灵敏度压阻式传感器。避免了繁琐工艺使传感材料表面粗糙，直接通过简单的电纺纳米线方法，得到分布均匀的隔离层，从而获得高灵敏度传感器，且同时保证两层活性材料既能良好接触又能对外界压力有大的响应。
(3)优选的，本发明的导电聚合物膜为表面褶皱的层状膜，褶皱是为保证在不受外界压力情况下该导电聚合物膜有些地方与平整的导电基底有接触，这样才会有大的接触电阻。而在受外力的情况下，上下两个导电材料接触面积增大，接触电阻变小，显示出传感性能。
(4)优选的，导电基底为PET/ITO片。PET/ITO是在PET材料上镀上一层导电玻璃材料ITO得到的，成本低。另外，选用该材料是因为它可以弯曲，而导电性不会有影响。这相比于非柔性材料如导电玻璃来说有更大的应用价值。PET/ITO是在PET材料上镀上一层玻璃材料ITO得到的，成本低，容易获得。
(5)优选的，本发明通过控制电纺时间，得到疏密程度适当的纳米线网络，从而保证两层活性材料既能良好接触又能随外界压力有大的接触电阻变化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的压阻式传感器工作机理示意图，图2(a)为压阻式传感器器件测试电路图，图2(b)为压阻式传感器受压力与不受压力微观结构变化示意图，图2(c)为图2(b)对应的电流变化示意图；
图3是本发明实施例1提供的压阻式传感器的结构示意图；
图4(a)是本发明实施例1提供的聚吡咯膜的正面SEM图；
图4(b)是本发明实施例1提供的聚吡咯膜的反面SEM图；
图4(c)是本发明实施例1提供的聚吡咯膜的截面SEM图；
图5是本发明实施例1提供的聚吡咯膜的厚度统计图；
图6(a)是本发明实施例1提供的电纺时间为0.5分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；
图6(b)是本发明实施例2提供的电纺时间为1分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；
图6(c)是本发明实施例3提供的电纺时间为2分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；
图6(d)是本发明实施例4提供的电纺时间为4分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；
图6(e)是本发明实施例5提供的电纺时间为0分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；
图7是本发明实施例中压阻式传感器的开关比随压强的变化情况曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，包括：导电基底、隔离层和导电聚合物膜，隔离层为纳米线。
其中，纳米线为聚乙烯纳米线、聚丙烯纳米线、聚乳酸纳米线、聚己内酯聚氯乙烯纳米线、聚环氧己烷纳米线、聚苯乙烯纳米线、蚕丝蛋白纳米线、聚酰胺纳米线、聚乙烯醇纳米线、聚乙烯吡咯烷酮纳米线和聚胺酯纳米线中的任意一种。
优选的，纳米线为聚乙烯醇纳米线。电纺聚乙烯醇较为简单，因为电纺是电纺溶液，PVA这种有机物可以溶于水，制备工艺也简单。
其中，导电聚合物膜为表面褶皱的层状膜，导电聚合物膜为聚吡咯膜、石墨烯膜、聚苯胺膜、聚噻吩膜、聚乙炔膜及它们的复合膜中的任意一种。
导电聚合物膜为表面褶皱的层状膜，褶皱是为保证在不受外界压力情况下该导电聚合物膜有些地方与平整的导电基底有接触，这样才会有大的接触电阻。而在受外力的情况下，上下两个导电材料接触面积增大，接触电阻变小，显示出传感性能。
优选的，导电聚合物膜为聚吡咯膜。聚吡咯膜具有优良导电性，且表面有褶皱，容易通过电镀获得。
其中，导电基底为ITO玻璃片、FTO玻璃片和PET/ITO片中任意一种。
优选的，导电基底为PET/ITO片。PET/ITO是在PET材料上镀上一层导电玻璃材料ITO得到的，成本低。另外，选用该材料是因为它可以弯曲，而导电性不会有影响。这相比于非柔性材料如导电玻璃来说有更大的应用价值。
图2是本发明实施例提供的压阻式传感器工作机理示意图，图2(a)为压阻式传感器器件测试电路图，图2(b)为压阻式传感器受压力与不受压力微观结构变化示意图，图2(c)为图2(b)对应的电流变化示意图。
利用本发明实施例提供的压阻式传感器搭建好电极，用导线引出电极即可进行测试，如图2(a)所示。图2(b)示意了在受压力与不受压力情况下传感器的结构变化情况：未受到外界压力时，由于纳米线的隔离作用，导电聚合物膜少数较高凸起的褶皱部分与导电基底电极接触，传感器有少量导通电路；当受到外界压力时，导电聚合物膜更多的褶皱部分与导电基底电极接触，同时导电聚合物膜也会发生更密实的形变。这两个因素会导致电流急剧上升，如图2(c)所示。
实施例1
一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，包括：
(1)将聚乙烯醇纳米线作隔离层，聚乙烯醇纳米线(PVANW)电纺在平整的PET/ITO片上，电纺的时间为0.5min；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯(PPy)膜，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/ITO片接触，形成压阻式传感器，如图3所示。
图4(a)是本发明实施例1提供的聚吡咯膜的正面SEM图；图4(b)是本发明实施例1提供的聚吡咯膜的反面SEM图；图4(c)是本发明实施例1提供的聚吡咯膜的截面SEM图；可以看出，电化学聚合的PPy膜有两个形貌不同的表面：贴着PET/ITO工作电极的一面(反面)因在聚合过程中受PET/ITO平面的限制而较为平整，如图4(b)所示；而另外一面(正面)因不受限制而粗糙不平，如图4(a)所示。从截面图4(c)上更可看出它们的区别。同时可看出，PPy膜是内部中空，表面褶皱的结构。
每隔50um对PPy膜的截面进行一次厚度测量，以10um为单位进行厚度分布统计。如图5所示，PPy膜的厚度分布特点是：随着厚度增加，出现频率降低；平均厚度约35um。
图6(a)是本发明实施例1提供的电纺时间为0.5分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；可以看出电纺时间为0.5分钟时聚乙烯醇纳米线的密度较小。
实施例2
一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，包括：
(1)将聚乙烯醇纳米线作隔离层，聚乙烯醇纳米线(PVANW)电纺在平整的PET/ITO片上，电纺的时间为1min；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯(PPy)膜，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/ITO片接触，形成压阻式传感器。
图6(b)是本发明实施例2提供的电纺时间为1分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；可以看出电纺时间为1分钟时聚乙烯醇纳米线疏密程度刚好。
实施例3
一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，包括：
(1)将聚乙烯醇纳米线作隔离层，聚乙烯醇纳米线(PVANW)电纺在平整的PET/ITO片上，电纺的时间为2min；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯(PPy)膜，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/IT0片接触，形成压阻式传感器。
图6(c)是本发明实施例3提供的电纺时间为2分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；可以看出电纺时间为2分钟时聚乙烯醇纳米线密度较大。
实施例4
一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，包括：
(1)将聚乙烯醇纳米线作隔离层，聚乙烯醇纳米线(PVANW)电纺在平整的PET/ITO片上，电纺的时间为4min；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯(PPy)膜，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/ITO片接触，形成压阻式传感器。
图6(d)是本发明实施例4提供的电纺时间为4分钟时聚乙烯醇纳米线的SEM图；可以看出电纺时间为4分钟时聚乙烯醇纳米线的疏密程度过大。
实施例5
一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，包括：
(1)将聚乙烯醇纳米线作隔离层，聚乙烯醇纳米线(PVANW)电纺在平整的PET/ITO片上，电纺的时间为0min；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯(PPy)膜，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/ITO片接触，形成压阻式传感器。
图6(e)是本发明实施例5提供的电纺时间为0分钟时的SEM图，可以看出电纺时间为0分钟时没有生成纳米线。
综合实施例1-5分析得知：通过控制电纺时间调控纳米线疏密程度，电纺时间越长，纳米线越密。
传感器开关比是传感器器件在受到外界压力时的电流与没有受压力时电流的比值；S为灵敏度，是传感器器件性能的重要参数，反映传感器开关比随外界压强变化快慢。图7中开关比-压强图形的斜率即传感器的灵敏度，斜率越大，表示灵敏度越高。证明了可以通过控制电纺时间调控纳米线疏密程度，灵敏度是从0到1分钟变好，再从1分钟到4分钟变差。值得注意的是，没有纳米线作隔离层时器件也有传感性能。电镀出来的聚吡咯膜是内部蓬松、表面褶皱的，在受压状态下，聚吡咯本身的电阻会因更加密实而变小，与导电基底接触电阻变小，从而器件表现出传感性能。
实施例6
一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，包括：
(1)将聚乙烯醇(PVA)纳米线作隔离层，PVA前驱体被推进器以2mL/h的速度从内径为0.5mm的金属针头中挤出，同时在金属针头与在其正下方15cm处的PET/ITO板之间施加高压15kV高电压，聚乙烯醇纳米线(PVANW)电纺在平整的PET/ITO片上；电纺出来的纳米线直径约300nm，再使用加热台对纺有PVA纳米线的PET/ITO片进行120摄氏度加热固化处理5分钟，就可在PET/ITO片上形成稳定的电纺的PVA纳米线网络结构；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯(PPy)膜，首先配制5vol％的吡咯单体和0.2M的高氯酸钠水溶液为电聚合液，在三口电解槽中以Ag/AgCl为参比电极，碳棒为对电极，PET/ITO片为工作电极，通以2.5A/m2的恒电流5小时，在PET/ITO片上电化学沉积聚吡咯；然后从PET/ITO片上小心剥离出完整的PPy薄膜片，通过去离子水清洗掉其表面杂物，在空气中晾干即可，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/ITO片接触，形成压阻式传感器。
电纺密度适当的聚乙烯醇纳米线网络作为PPy薄膜与PET/ITO之间的隔离层，该纳米线网络的纳米线单元直径在几百个纳米量级。在未受外界压力时，该隔离层可以实现对PPy薄膜与PET/ITO之间的有效隔离而使它们之间的有少量的电学接触；在受外界压力情况下，PPy薄膜克服PVA纳米线的隔离作用，与PET/ITO形成大量导通电路，显示出很大的电流变化，从而获得高的灵敏度。
与现有技术相比，本发明实施例通过一种新的、简单的途径获得高灵敏度压阻式传感器。避免了繁琐工艺使传感材料表面粗糙，直接通过简单的电纺纳米线方法，得到分布均匀的隔离层，从而获得高灵敏度传感器。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，其特征在于，包括：导电基底、隔离层和导电聚合物膜，所述隔离层为纳米线。
2.如权利要求1所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，其特征在于，所述纳米线为聚乙烯纳米线、聚丙烯纳米线、聚乳酸纳米线、聚己内酯聚氯乙烯纳米线、聚环氧己烷纳米线、聚苯乙烯纳米线、蚕丝蛋白纳米线、聚酰胺纳米线、聚乙烯醇纳米线、聚乙烯吡咯烷酮纳米线和聚胺酯纳米线中的任意一种。
3.如权利要求2所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，其特征在于，所述纳米线为聚乙烯醇纳米线。
4.如权利要求1所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，其特征在于，所述导电聚合物膜为表面褶皱的层状膜，导电聚合物膜为聚吡咯膜、石墨烯膜、聚苯胺膜、聚噻吩膜、聚乙炔膜及它们的复合膜中的任意一种。
5.如权利要求4所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，其特征在于，所述导电聚合物膜为聚吡咯膜。
6.如权利要求1所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，其特征在于，所述导电基底为ITO玻璃片、FTO玻璃片和PET/ITO片中任意一种。
7.如权利要求6所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器，其特征在于，所述导电基底为PET/ITO片。
8.权利要求1-7中任意一项所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将纳米线作隔离层，纳米线电纺在平整的导电基底上；
(2)将导电聚合物膜较为不平整的一面与纺有纳米线的导电基底接触，形成压阻式传感器。
9.如权利要求8所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，其特征在于，所述压阻式传感器的制备方法优选为：
(1)将聚乙烯醇纳米线作隔离层，聚乙烯醇纳米线电纺在平整的PET/ITO片上，电纺的时间为0min-4min；
(2)利用电化学沉积吡咯单体获得表面褶皱的层状的聚吡咯膜，将聚吡咯膜较为不平整的一面与纺有聚乙烯醇纳米线的PET/ITO片接触，形成压阻式传感器。
10.如权利要求9所述的一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器的制备方法，其特征在于，所述电纺的时间为1min。
CN201710593245.3A 2017-07-19 2017-07-19 一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法 Active CN107389234B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710593245.3A CN107389234B (zh) 2017-07-19 2017-07-19 一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710593245.3A CN107389234B (zh) 2017-07-19 2017-07-19 一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107389234A true CN107389234A (zh) 2017-11-24
CN107389234B CN107389234B (zh) 2019-09-13

Family

ID=60337131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710593245.3A Active CN107389234B (zh) 2017-07-19 2017-07-19 一种基于纳米线作隔离层的压阻式传感器及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107389234B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111351773A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 基于溶胀动态响应的气体传感器及其制备方法
CN111366275A (zh) * 2020-03-12 2020-07-03 郑州大学 一种纳米压力传感器及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101857193A (zh) * 2010-06-01 2010-10-13 武汉理工大学 分级结构钒氧化物超长纳米线及其制备方法
CN103050169A (zh) * 2013-01-23 2013-04-17 南京苏展化工科技有限公司 一种柔性透明电极及其制备方法
CN103213350A (zh) * 2012-01-18 2013-07-24 国家纳米科学中心 一种透明导电薄膜及其制备方法
CN104228208A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 中国科学院合肥物质科学研究院 银纳米线-m相二氧化钒纳米颗粒复合薄膜及其制备方法
CN104569052A (zh) * 2014-12-17 2015-04-29 东南大学 一种制备氧化石墨烯传感器的方法
US20150329360A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 University Of Dayton Growth of silicon and boron nitride nanomaterials on carbon fibers by chemical vapor deposition
TW201627151A (zh) * 2014-12-08 2016-08-01 Nitto Denko Corp 附黏著劑層之透明導電性膜
CN105940459A (zh) * 2013-12-02 2016-09-14 万佳雷射有限公司 包括石墨烯和金属纳米线的导电薄膜的制备
WO2016153155A1 (ko) * 2015-03-23 2016-09-29 울산과학기술원 생체모사 기반 압력센서 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 압력센서
CN106895931A (zh) * 2017-04-28 2017-06-27 北京航空航天大学 一种高灵敏度且大形变量的柔性应力传感器
CN106908176A (zh) * 2017-03-06 2017-06-30 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 具有微结构化的多相介电层电容式压力传感器及其制法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101857193A (zh) * 2010-06-01 2010-10-13 武汉理工大学 分级结构钒氧化物超长纳米线及其制备方法
CN103213350A (zh) * 2012-01-18 2013-07-24 国家纳米科学中心 一种透明导电薄膜及其制备方法
CN103050169A (zh) * 2013-01-23 2013-04-17 南京苏展化工科技有限公司 一种柔性透明电极及其制备方法
CN105940459A (zh) * 2013-12-02 2016-09-14 万佳雷射有限公司 包括石墨烯和金属纳米线的导电薄膜的制备
US20150329360A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 University Of Dayton Growth of silicon and boron nitride nanomaterials on carbon fibers by chemical vapor deposition
CN104228208A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 中国科学院合肥物质科学研究院 银纳米线-m相二氧化钒纳米颗粒复合薄膜及其制备方法
TW201627151A (zh) * 2014-12-08 2016-08-01 Nitto Denko Corp 附黏著劑層之透明導電性膜
CN104569052A (zh) * 2014-12-17 2015-04-29 东南大学 一种制备氧化石墨烯传感器的方法
WO2016153155A1 (ko) * 2015-03-23 2016-09-29 울산과학기술원 생체모사 기반 압력센서 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 압력센서
CN106908176A (zh) * 2017-03-06 2017-06-30 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 具有微结构化的多相介电层电容式压力传感器及其制法
CN106895931A (zh) * 2017-04-28 2017-06-27 北京航空航天大学 一种高灵敏度且大形变量的柔性应力传感器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111351773A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 基于溶胀动态响应的气体传感器及其制备方法
CN111366275A (zh) * 2020-03-12 2020-07-03 郑州大学 一种纳米压力传感器及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107389234B (zh) 2019-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Flexible and highly sensitive resistive pressure sensor based on carbonized crepe paper with corrugated structure
He et al. Capacitive pressure sensor with high sensitivity and fast response to dynamic interaction based on graphene and porous nylon networks
CN110333012B (zh) 一种阻变容变复合的二维应变传感器及其制备方法
Pierre Claver et al. Recent progress in flexible pressure sensors based electronic skin
Yang et al. A flexible capacitive sensor based on the electrospun PVDF nanofiber membrane with carbon nanotubes
Zhao et al. Multifunctional sensor based on porous carbon derived from metal–organic frameworks for real time health monitoring
Luo et al. A new approach for ultrahigh-performance piezoresistive sensor based on wrinkled PPy film with electrospun PVA nanowires as spacer
Tang et al. Manufacturable conducting rubber ambers and stretchable conductors from copper nanowire aerogel monoliths
Wang et al. An all-silk-derived dual-mode e-skin for simultaneous temperature–pressure detection
Luo et al. Highly conductive, stretchable, durable, breathable electrodes based on electrospun polyurethane mats superficially decorated with carbon nanotubes for multifunctional wearable electronics
Wu et al. Channel crack-designed gold@ PU sponge for highly elastic piezoresistive sensor with excellent detectability
Liao et al. Flexible, cuttable, and self-waterproof bending strain sensors using microcracked gold nanofilms@ paper substrate
Huang et al. Three-dimensional light-weight piezoresistive sensors based on conductive polyurethane sponges coated with hybrid CNT/CB nanoparticles
Wu et al. Novel electrically conductive porous PDMS/carbon nanofiber composites for deformable strain sensors and conductors
Li et al. Recent advances of carbon-based flexible strain sensors in physiological signal monitoring
Li et al. Capacitive pressure sensor inlaid a porous dielectric layer of superelastic polydimethylsiloxane in conductive fabrics for detection of human motions
Li et al. Stretchable conductive polypyrrole/polyurethane (PPy/PU) strain sensor with netlike microcracks for human breath detection
Kulkarni et al. Transparent flexible multifunctional nanostructured architectures for non-optical readout, proximity, and pressure sensing
Ma et al. Recent progress in flexible capacitive sensors: Structures and properties
Kannichankandy et al. Flexible piezo-resistive pressure sensor based on conducting PANI on paper substrate
Liu et al. Ionogel infiltrated paper as flexible electrode for wearable all-paper based sensors in active and passive modes
Zhang et al. 3D MXene/PEDOT: PSS composite aerogel with a controllable patterning property for highly sensitive wearable physical monitoring and robotic tactile sensing
Zhai et al. Stretchable, sensitive strain sensors with a wide workable range and low detection limit for wearable electronic skins
Liu et al. Highly stable pressure sensor based on carbonized melamine sponge using fully wrapped conductive path for flexible electronic skin
CN107192485A (zh) 一种柔性可拉伸的多功能纳米纤维传感器及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant