CN109163654B - 一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法。本发明首先对柔性基底表面进行改性处理和拉伸处理，然后将功能化石墨烯分散液涂覆在经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；再通过还原处理，形成石墨烯敏感层；然后涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器。本发明通过柔性基底进行改性和拉伸处理，使得基底对应力/应变波的传递都更加敏感；本发明所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为NMP，NMP溶剂沸点较高，蒸发缓慢，因此咖啡环效应明显，石墨烯晶片形成渐变的堆叠结构，进一步优化了石墨烯敏感层的传感性能。

Description

一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及传感器的技术领域，特别涉及一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法。

背景技术

应变传感器是能够感知待测物体的变形，将材料形变转换为易传输、处理的电信号或者光信号的一类柔性传感器件。“柔性”要求应变传感器可以共形覆盖在无规则的待测物体表面，同时保持良好的功能性。近年来，随着柔性材料以及加工技术的发展，柔性传感器逐渐成为了研究热点。

柔性应变传感器的基本结构一般是由敏感材料(Sense Material)、界面(Interface)、基底(Substract)三层结构构成。基底与被测界面相连，应力波通过基底、基底与敏感材料的界面耦合至敏感材料，使得敏感材料电特性发生变化，从而实现应变的测量。

柔性应变传感器的响应时间是由应力波从被测基底通过界面传递到敏感材料部分，并使敏感材料电特性发生可检测变化的时间决定的，主要包含被测基底到界面的传播时间T_基底，界面的传播时间T_界面，以及敏感材料电特性变化时间T_敏感三个时间，响应时间即为这三个时间之和。传统电阻式应变传感器响应时间在十微秒量级，而现有的柔性应变传感器的响应时间在百毫秒量级，差距较大，因而限制了柔性传感器的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法。本发明提供的超快响应的柔性应变传感器响应时间仅为50μs～500μs。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种超快响应的柔性应变传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)对柔性基底表面进行改性处理，然后对得到的改性柔性基底进行拉伸处理，在所述改性柔性基底表面形成贯通的长裂纹；

(2)将功能化石墨烯分散液涂覆在所述步骤(1)经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮；

(3)对所述功能化石墨烯薄膜进行还原处理，形成石墨烯敏感层；

(4)在所述石墨烯敏感层两侧涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器；

所述超快响应的柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。

优选的，所述柔性基底的杨氏模量为1MPa～1GPa；

所述柔性基底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

优选的，所述步骤(1)中的改性处理包括化学改性处理或等离子体改性处理；

所述化学改性处理包括以下步骤：将所述柔性基底在多巴胺溶液中浸渍；

所述等离子体改性包括以下步骤：对所述柔性基底表面进行氧等离子体处理；所述氧等离子体处理的功率为250～350w，气体流量为30～50mL/min，时间4～6min。

优选的，所述步骤(2)中的功能化石墨烯包括氧化石墨烯、羧基化石墨烯、羟基化石墨烯、氨基化石墨烯和疏基化石墨烯中的一种或几种。

优选的，当所述柔性基底的材料为聚二甲基硅氧烷时，所述功能化石墨烯分散液为氧化石墨烯分散液。

优选的，所述功能化石墨烯薄膜中功能化石墨烯晶片间的接触面积为100nm²～1μm²。

优选的，所述形成功能化石墨烯薄膜后还包括：对所述功能化石墨烯薄膜进行图案化处理。

优选的，所述步骤(3)中的还原处理包括以下步骤：

将带有功能化石墨烯薄膜的柔性基底倒扣于HI溶液上方进行热处理；所述热处理的温度为70～90℃，时间为1～2h。

优选的，所述粘结导线后还包括：在石墨烯敏感层和导电银胶表面涂覆封装层，并将导线从封装层中引出。

本发明提供了上述方案所述制备方法制备的超快响应的柔性应变传感器，所述柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。

本发明提供了一种超快响应的柔性应变传感器的制备方法，本发明首先对柔性基底表面进行改性处理和拉伸处理，然后将功能化石墨烯分散液涂覆在经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；再通过还原处理，形成石墨烯敏感层；然后涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器。本发明对柔性基底进行改性和拉伸处理，使得基底对应力/应变波的传递都更加敏感；本发明所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，NMP溶剂沸点较高，蒸发缓慢，因此咖啡环效应明显，即边缘部分石墨烯晶片之间的接触面积较大，堆叠紧密；中间部分石墨烯晶片间堆叠稀疏，渐变的堆叠结构进一步优化了石墨烯敏感层的传感性能。

进一步的，本发明根据柔性基底材料的种类调控功能化石墨烯中官能团的种类和数量，使敏感层和基底层获得更好的界面结合，进一步提高传感器的响应速度。

本发明提供了上述方案所述制备方法制备的超快响应的柔性应变传感器。实施例结果表明，本发明提供的柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。

附图说明

图1为本发明实施例1的柔性应变传感器的制备流程示意图；

图2为本发明实施例1的石墨烯敏感层的SEM图；

图3为本发明实施例1中未经任何处理的基底、氧等离子体处理5min后的基底、拉伸10％的基底的扫描电镜图；

图4为本发明实施例1测试传感器响应时间的装置图；

图4中，1-石墨烯柔性应变传感器，2-冲击台，3-加速度传感器，4-基座，5-电阻-电压变换电路，6-电阻，7-示波器，8-干电池。

图5为本发明实施例1制备的柔性应变传感器响应时间测试结果图；

图6为本发明实施例2制备的柔性应变传感器响应时间测试结果图。

具体实施方式

本发明提供了一种超快响应的柔性应变传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)对柔性基底表面进行改性处理，然后对得到的改性柔性基底进行拉伸处理，在所述改性柔性基底表面形成贯通的长裂纹；

(2)将功能化石墨烯分散液涂覆在步骤(1)经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；所述石墨烯分散液的分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮；

(3)对所述功能化石墨烯薄膜进行还原处理，形成石墨烯敏感层；

(4)在所述石墨烯敏感层两侧涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器；

所述超快响应的柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。

本发明对柔性基底表面进行改性处理。在本发明中，所述柔性基底的材料优选为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰亚胺(PI)；所述柔性基底的杨氏模量优选为1MPa～1GPa，更优选为10MPa～100MPa；根据应力波传播理论，杨氏模量越大，传播速度越快，应力波通过基底的时间就越小(即T_基底越小)，传感器响应更加快速。本发明选择杨氏模量在上述范围内的基底，可以提高传感器的响应速度。

在本发明中，所述改性处理优选包括化学改性处理或等离子体改性处理。

在本发明中，所述化学改性处理优选包括以下步骤：将所述柔性基底在多巴胺溶液中浸渍；所述多巴胺溶液优选通过以下步骤制备得到：

将三羟甲基氨基甲烷和水混合，得到三羟甲基氨基甲烷溶液的pH值调节至≤13，得到缓释液；

将多巴胺盐酸盐溶解于缓释液中，得到多巴胺溶液。

在本发明中，所述三羟甲基氨基甲烷和水的质量比优选为0.1～1:100，更优选为0.248:100；所述水优选为去离子水；本发明将所述三羟甲基氨基甲烷溶液的pH值调节至≤13，更优选调节至8.5；本发明优选使用稀盐酸调节所述三羟甲基氨基甲烷溶液的pH值，本发明对所述稀盐酸的质量浓度没有特殊要求，能够将所述三羟甲基氨基甲烷溶液的pH值调节至要求的pH值即可。本发明将所述缓冲液的pH值调节至上述范围内，为多巴胺的生长提供良好的条件。

在本发明中，所述多巴胺溶液中多巴胺的浓度优选为0.1～0.3mol/L，更优选为0.2mol/L。

在本发明中，所述浸渍的温度优选为室温，所述浸渍优选在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速优选为300～500rpm，更优选为400rpm；所述搅拌的时间优选为20～30h，更优选为24h。在本发明中，所述多巴胺溶液在微流道中流动，未暴露区则没有多巴胺溶液的流动，从而实现对柔性基底的图案化改性。在本发明的具体实施例中，优选将柔性基底贴附在载玻片上，然后将载玻片浸入多巴胺溶液中。

在本发明的化学改性处理过程中，多巴胺在柔性基底表面形成聚多巴胺层，聚多巴胺含有邻苯二酚官能团，具有超强的粘附性以及化学活性，且聚多巴胺层和柔性基底及石墨烯均易产生强界面相互作用，从而改善二者的界面结合。

在本发明中，所述等离子体改性优选包括以下步骤：对所述柔性基底表面进行氧等离子体处理。在本发明中，所述氧等离子体处理的功率优选为250～350w，更优选为300w，氧等离子体处理的气体流量优选为30～50mL/min，更优选为40mL/min，所述氧等离子体处理的时间优选为4～6min，更优选为5min。

本发明通过改性处理增加基底层的表面浸润性，提高基底层表面反应活性，使得敏感层与基底之间的界面结合强度介于分子间作用力与化学结合力之间。

改性处理完成后，本发明对得到的改性柔性基底进行拉伸处理，在所述改性柔性基底表面形成贯通的长裂纹。在本发明中，所述拉伸处理的拉伸量在柔性基底的弹性应变范围内，本发明优选根据基底的种类确定拉伸处理的拉伸量。在本发明中，当所述柔性基底为PDMS基底时，所述拉伸处理的拉伸量优选为5％～10％，更优选为6～8％；本发明通过拉伸处理使基底表面产生一条条均匀排布的长而细的贯通裂纹，从而使得基底分子之间减少堆叠，使基底对应力/应变波的传递都更加敏感，也可以进一步降低T_界面和T_基底，从而进一步提高传感器的响应速度。

拉伸处理完成后，本发明将功能化石墨烯分散液涂覆在步骤(1)经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜。在本发明中，所述石墨烯分散液的分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述功能化石墨烯优选包括氧化石墨烯、氨基化石墨烯、羧基化石墨烯、羟基化石墨烯和巯基化石墨烯中的一种或几种。

本发明优选根据柔性基底的种类确定所述功能化石墨烯分散液的种类以及功能化石墨烯中官能团的数量，以提高石墨烯和基底的界面结合能力，降低T_界面；当所述柔性基底的材料为聚二甲基硅氧烷时，所述功能化石墨烯分散液优选为氧化石墨烯分散液；所述氧化石墨烯分散液中含氧官能团的占比优选为30％～40％，更优选为35％(含氧官能团的含量经XPS光谱测试得到，测XPS分峰，根据峰的面积可以求出官能团的含量比)；在本发明的具体实施例中，优选向氧化石墨烯分散液中加入石墨烯分散液，以调控氧化石墨烯分散液中含氧官能团的占比。

在本发明中，所述涂覆优选为喷涂，本发明优选将功能化石墨烯分散液装入喷枪中，然后将经过改性处理和拉伸处理的柔性基底平整贴附在培养皿中央，然后将培养皿预热，然后使喷枪喷嘴正对图案化改性的柔性基底中心进行喷涂。在本发明中，所述培养皿的尺寸优选为100mm×100mm；所述预热的温度优选为40～60℃，更优选为50℃；所述喷枪喷嘴和图案化改性基底的垂直距离优选为12～16cm，更优选为15cm。本发明优选在喷涂过程中在柔性基底表面放置一个具有镂空图形的挡板，以控制功能化石墨烯在柔性基底表面的喷涂区域。

喷涂完完成后，本发明优选将功能化石墨烯湿膜干燥；所述干燥优选为室温风干，所述风干的时间优选为24h；在本发明中，所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为NMP，NMP溶剂沸点较高，在风干过程中蒸发缓慢，因此咖啡环效应明显，即边缘部分石墨烯晶片之间的接触面积较大，堆叠紧密，中间部分石墨烯晶片间堆叠稀疏，渐变的堆叠结构可以进一步优化敏感层的传感性能。

在本发明中，所述功能化石墨烯薄膜中的功能化石墨烯晶片间的接触面积优选为100nm²～1μm²，更优选为300～500nm²。石墨烯薄膜是由大量石墨烯晶片堆叠而成，石墨烯晶片接触面积越大、晶片堆叠越多，导电通路越多，在敏感层感应到应力波而发生形变进而做出响应的时间越长，响应越慢，越不灵敏；当石墨烯晶片接触面积小、晶片堆叠少时，导电通路完全由少量晶片决定，对应力波足够敏感，可实现对输入信号的快速响应；本发明使用NMP为分散溶剂，能够将石墨烯晶片间的接触面积控制在上述范围内，从而进一步提高传感器的响应速度。

形成功能化石墨烯薄膜后，本发明优选还包括：对所述功能化石墨烯薄膜进行图案化处理。在本发明中，所述图案化处理的方法优选为光刻、模板印刷、喷墨打印或等离子体刻蚀，更优选为等离子体刻蚀；在本发明的具体实施例中，当使用等离子体刻蚀法进行图案化处理时，优选以内嵌镂空图案的金属片为掩膜版，将掩膜版与功能化石墨烯薄膜对准，采用氧等离子体进行刻蚀，镂空处未受掩膜版保护的石墨烯被刻蚀掉，留下与掩膜版图案一致的图案化石墨烯薄膜。在本发明中，所述图案化处理为可选步骤，通过图案化处理可在石墨烯薄膜面内加工出规则的周期性连续几何图形，从而限定石墨烯的导电通路，改变其空间应变分布。

形成功能化石墨烯薄膜后，本发明对所述功能化石墨烯薄膜进行还原处理，形成石墨烯敏感层。在本发明中，所述还原处理优选包括以下步骤：

将带有功能化石墨烯薄膜的柔性基底倒扣于HI溶液上方进行热处理。

本发明优选将HI溶液置于结晶皿中，然后将带有功能化石墨烯薄膜的柔性基底固定在玻璃培养皿内侧，再将贴有柔性基底的玻璃培养皿倒扣在结晶皿上；然后对结晶皿进行热处理，使HI溶液中的HI挥发，功能化石墨烯薄膜完全暴露在HI环境下，功能化石墨烯在HI作用下还原为石墨烯。在本发明中，所述热处理的温度优选为70～90℃，更优选为80℃，所述热处理的时间优选为1～2h，更优选为1h。

热处理完成后，本发明优选对表面形成石墨烯敏感层的柔性基底依次进行洗涤和干燥。在本发明中，所述洗涤优选为水洗，所述水洗用水优选为去离子水；本发明通过洗涤将石墨烯敏感层表面多余的HI去除。在本发明中，所述干燥优选为在室温下风干；所述风干的时间优选为24h。

形成石墨烯敏感层后，本发明在所述图案化石墨烯敏感层两侧涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器。本发明对所述导电银胶的涂刷位置和形状没有特殊要求，能够实现石墨烯敏感层和导线的连接即可。

粘结导线后，本发明优选还包括：在石墨烯敏感层和导电银胶表面涂覆封装层，并将导线从封装层中引出。在本发明中，所述封装层优选为聚二甲基硅氧烷；在本发明的具体实施例中，优选使用聚二甲基硅氧烷弹性体和固化剂的混合浆料进行涂覆，固化后即得到封装层；本发明对所述涂覆的具体方法及厚度没有特殊要求，能够实现封装效果即可。在本发明中，所述导线优选为银线，所述银线的直径优选为100μm。

本发明将导线从封装层中引出，在应用时，使导线和电学测试工作站的正负极连接。

本发明提供了上述方案所述制备方法制备的超快响应的柔性应变传感器，包括基底、敏感层、导电银胶和导线，优选还包括封装层；所述基底和敏感层的接触界面形成界面层。本发明从基底、敏感层和界面三方面进行协同优化，使传感器的响应速度提升；本发明提供的传感器的响应时间仅为50μs～500μs。

下面结合实施例对本发明提供的一种超快响应的柔性应变传感器及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

实施例1中使用的基底为自行制备的PDMS基底，制备方法如下：在烧杯中以质量比10:1的比例加入聚二甲基硅氧烷弹性体以及固化剂，搅拌器均匀搅拌2～10min，使用真空机反复抽取烧杯中空气直至PDMS混合液中气泡完全消失，向培养皿中加入适量的PDMS混合液，真空干燥箱中60℃恒温加热2h，生成厚度为100μm的聚二甲基硅氧烷膜，将生成的聚二甲基硅氧烷裁剪成约为2cm×1cm大小的基底，备用。

(1)基底层的改性：

对基底表面进行氧等离子体处理，功率为300w，气体流量为40mL/min，时间为5min。

(2)基底的拉伸处理

在前述基底改性处理后，对基底进行拉伸处理，拉伸量为10％；使在基底表面上产生一条条均匀排布的长而细的贯通长裂纹。

(3)石墨烯敏感层的制备：

S1、使用滴管量取0.1ml氧化石墨烯的N-甲基吡咯烷酮(NMP)分散液(2mg/ml，片径200nm)转移至喷枪中待用，取用经改性处理和拉伸处理的柔性基底，氮气枪吹干。将基底平整贴附于方形培养皿(100mm*100mm)中央，将培养皿水平放置于通风橱内的热板上50℃预热，并在距离基底15cm处放置喷枪，使喷嘴正对于基底中心，匀速缓慢对基底进行喷涂。将培养皿水平放置于通风橱内，常温风干24h，形成氧化石墨烯薄膜。测量氧化石墨烯薄膜电阻，结果为无穷大。

S2、图案化处理：以内嵌镂空图案的金属片为掩膜版，将掩膜版与氧化石墨烯薄膜对准，采用氧等离子体进行刻蚀。镂空处未受掩膜版保护的石墨烯被刻蚀掉，形成图案化氧化石墨烯薄膜。

S3、还原处理：将表面形成图案化氧化石墨烯薄膜的柔性基底使用夹具固定在玻璃培养皿(150ml)内侧，向结晶皿(内径125mm)中放入碘化氢(HI)溶液，将贴有样品的培养皿倒扣在结晶皿上，并使样品完全暴露在HI环境下。将整个结晶皿放置在热板上，80℃恒温加热1h后取下。利用去离子水去除样品上多余的碘化氢溶液，通风橱中常温风干24h，得到基底上的图案化石墨烯敏感层，测量石墨烯敏感层电阻，结果约为100kΩ-1MΩ。

(4)传感器电极引出与封装：在图案化后的石墨烯敏感层两侧平行边上用银胶进行刷涂，制作电极，同时粘结直径为100μm的银线制作引线。然后涂覆一层PDMS封装层，得到超快响应的石墨烯柔性应变传感器。

实施例1的制备过程示意图如图1所示；

使用扫描电镜对石墨烯敏感层的形貌进行观察，观察结果如图2所示；根据图2可以看出，石墨烯晶片之间接触面积小，晶片堆叠少，晶片间接触面积约为0.05～0.2μm²。

未经任何处理的基底、氧等离子体处理5min后的基底、拉伸10％的基底的扫描电镜图如图3所示；根据图3可以看出，氧等离子体处理后的基底表面的形貌发生了改变,表面形成了一层新的硅氧化合物层，微观上呈现屈曲起伏，表面活性增大；拉伸处理后垂直于拉伸方向基底表面形成了贯通的长裂纹。

对所得石墨烯柔性应变传感器的响应时间进行测试，测试方法如下：

测试装置如图4所示，将传感器贴于冲击台落锤表面，传感器通过一个电阻转换电压电路后，连接于示波器的信号采集通道1。另搭接一个简易的冲击时刻采样电路，该电路输出连接示波器的信号采集通道2。通过比对通道1和通道2的信号时刻差，即可获得传感器的响应时间。

在冲击加速度为0～2000g的范围内测试传感器的响应时间，测试结果如图5所示；根据图5可以看出，本实施例制备的石墨烯柔性应变传感器的响应时间在150μs～400μs，是一种超快响应的传感器。

实施例2

其他步骤和实施例1相同，仅将步骤(1)中基底层的改性改为化学改性，改性过程如下：

将制备的PDMS基底平整地贴附于载玻片表面，上端稍留一部分空白，用文件夹夹好载玻片空白处后，放在培养皿中待用，用精密天平称取0.248g Tris药品(三羟甲基氨基甲烷)，转移到烧杯中，添加100g去离子水，放在磁力搅拌器(400r/min)上搅拌配置缓冲液。向缓释液中滴加稀盐酸至PH为8.5，为多巴胺生长提供弱碱性环境。用精密天平称取0.2476g多巴胺盐酸盐药品，倒入校正好的缓冲液中，随后将贴有基底的载玻片插入多巴胺溶液中，放置在磁力搅拌器(400r/min)上搅拌24小时。用大量的去离子水洗去基底表面附着的聚多巴胺团聚物，完成对PDMS基底的改性。

按照实施例1中的方法对所得的石墨烯柔性应变传感器的响应时间进行测试，测试结果如图6所示，根据图6可以看出，传感器的响应时间为50μs～300μs。

实施例3

其他步骤和实施例1相同，仅将步骤(2)中拉伸处理的拉伸量改为5％。

按照实施例1中的方法对所得的石墨烯柔性应变传感器的响应时间进行测试，可得传感器的响应时间为200μs～500μs。

实施例4

其他结果和实施例1相同，仅将步骤(3)的S1步骤中使用的氧化石墨烯分散液中的含氧官能团的比例降低，该氧化石墨烯分散液的制备方法如下：

选择0.04ml的石墨烯的N-甲基吡咯烷酮(NMP)分散液(2mg/ml)转移至小玻璃瓶中，向其中滴加0.06ml的氧化石墨烯NMP分散液(2mg/ml)液，将混合液随即放入超声波清洗机(功率为额定功率的30％)中超声5min，使两种溶液混合均匀，得到含氧官能团占比降低的的氧化石墨烯分散液(使用XPS光谱进行测试，可得分散液中含氧官能团的占比约为40％)。

按照实施例1中的方法对所得的石墨烯柔性应变传感器的响应时间进行测试，可得传感器的响应时间为180μs～450μs。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种超快响应的柔性应变传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)对柔性基底表面进行改性处理，然后对得到的改性柔性基底进行拉伸处理，在所述改性柔性基底表面形成贯通的长裂纹；所述柔性基底的材料为聚二甲基硅氧烷；所述改性处理为化学改性处理；所述化学改性处理包括以下步骤：将所述柔性基底在多巴胺溶液中浸渍；所述拉伸处理的拉伸量为5％～10％；

(2)将功能化石墨烯分散液涂覆在所述步骤(1)经拉伸处理的柔性基底表面，形成功能化石墨烯薄膜；所述功能化石墨烯分散液的分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮；

(3)对所述功能化石墨烯薄膜进行还原处理，形成石墨烯敏感层；

(4)在所述石墨烯敏感层两侧涂刷导电银胶并粘结导线，得到超快响应的柔性应变传感器；所述超快响应的柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述功能化石墨烯分散液为氧化石墨烯分散液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述功能化石墨烯薄膜中功能化石墨烯晶片间的接触面积为100nm～1μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成功能化石墨烯薄膜后还包括：对所述功能化石墨烯薄膜进行图案化处理。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的还原处理包括以下步骤：将带有功能化石墨烯薄膜的柔性基底倒扣于HI溶液上方进行热处理；所述热处理的温度为70～90℃，时间为1～2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结导线后还包括：在石墨烯敏感层和导电银胶表面涂覆封装层，并将导线从封装层中引出。

7.权利要求1～6任意一项所述制备方法制备的超快响应的柔性应变传感器，所述柔性应变传感器的响应时间为50μs～500μs。

Images