CN111122024A - 一种多刺激响应结构的压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电基体层和设置在所述基体层上的刺激响应层，所述刺激响应层在温度、光、磁、电、湿度、溶剂、pH中的一种或多种外界刺激条件下具有定向弯曲变形行为。本发明利用具有刺激响应性的材料与弹性导电基体制成压力传感器件，通过环境温度、光、磁、电、湿度、溶剂和溶液pH值的变化施加外界刺激，并研究传感器件随外界刺激变化时压力的定量变化情况，从而实现对传感器件的响应性形变进行有效调控的目的；本发明制备出的压力传感器件具有灵敏度高、稳定性强、重复性好等特点，使其在未来织物传感、信息存储和保护领域能够具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种多刺激响应结构的压力传感器。
背景技术
开发多功能、环保、节能材料是人类可持续发展的客观条件，智能薄膜材料就是其中一种。智能驱动薄膜是一种可以将包含在化学或物理刺激中的能量转化为宏观形变的薄膜材料，它具备易修饰改性、易加工、易组装等特点，此类薄膜可以通过pH，温度，离子强度，光，电场和磁场等外部刺激进行驱动。这类智能薄膜材料可作为智能传感器、驱动器、软体机器人、能量采集器等被广泛应用于生物、医学、环境、工程等领域，因此，研究和开发高灵敏性，多响应性、高选择性且形变可控，制备简单的刺激响应性薄膜显得尤为重要。
目前，对于智能薄膜材料的研究主要响应外界条件如光、热、气体蒸汽等的刺激，诱发其机械性能的改变。有研究报道利用有机染料分子晶体和聚合物制备成复合薄膜材料，通过一定波长的紫外光的照射使薄膜发生形变和运动；也有研究报道利用将温敏性聚合物(聚异丙基丙烯酰胺)空心球引入薄膜中来制备智能型透湿薄膜，通过对温度的调控来达到薄膜的不同透湿性；还有研究报道利用一般的商品化聚合物如琼脂糖、聚偏氟乙烯等制备成复合薄膜，通过一定的水蒸气、丙酮气体，光、热等的刺激驱动薄膜形变。当下热响应性材料的研究主要集中在形状记忆材料的热响应性形变，但其形变基本上都是不可逆的，目前已报道的很多热响应智能薄膜，其热响应性行为也主要是通过加快薄膜中湿气或溶剂的释放来实现的，其本质的驱动力并不是热。且如何对智能薄膜的响应性形变进行有效控制及定量判断分析，从而为智能驱动刺激响应结构压力传感器的应用研究提供可靠的理论指导也一直是一个具有挑战性的课题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种多刺激响应结构的压力传感器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电基体层和设置在所述基体层上的刺激响应层，所述刺激响应层在温度、光、磁、电、湿度、溶剂、pH中的一种或多种外界刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
作为上述方案的进一步限定，所述刺激响应层由热响应材料、光响应材料、光热响应材料、磁热响应材料、电热响应材料、湿度响应材料、溶剂响应材料或pH响应材料中的至少一种可变形的刺激响应材料制成。
作为上述方案的进一步限定，所述刺激响应层通过表面化学接枝或物理涂覆的方式形成在所述弹性导电基底上。
作为上述方案的进一步限定，所述刺激响应层的厚度为100nm～1mm。
作为上述方案的进一步限定，所述弹性导电基体层为弹性导电纤维、弹性导电纱线或弹性导电无纺布中的一种。
作为上述方案的更进一步限定，所述弹性导电纤维的细度为30～120dtex；所述弹性导电纱线的细度为16～80tex；所述弹性导电无纺布的厚度为10nm～1μm。
作为上述方案的更进一步限定，所述弹性导电纤维由纤维原料与导电材料通过共混纺丝或导电材料在弹性纤维表面进行涂层处理制备得到；所述共混纺丝包括但不限于熔融纺丝、湿法纺丝、干法纺丝等。
其中，所述纤维原料包括热塑性材料(聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、尼龙(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)；
所述导电材料包括但不限定于金属粉末、无机导电材料、有机导电高分子材料；所述金属粉末包括但不限定于金、银、铜、铁、钴、镍等；所述无机导电材料包括但不限定于碳纤维、炭黑、碳纳米管、银纳米线等；所述有机导电高分子材料包括但不限定于聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其衍生物等。
所述弹性导电纱线由各类绝缘纤维与导电纤维以一定比例混纺制得或由导电材料在纱线表面进行涂覆处理制得；所述混纺包括但不限定于环锭纺、涡流纺、喷气纺、赛络纺等。
所述弹性导电无纺布包括但不限定于由上述热塑性材料与导电材料共混以熔融法制得的熔融非织造布)或由导电纤维通过针刺法制得的针刺非织造布等。
作为上述方案的进一步限定，所述热响应材料为温敏性聚合物，选自以下物质中的至少一种：聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(N-正丙基丙烯酰胺)、聚(N-环丙基丙烯酰胺)、聚(N-异丙基甲基丙烯酰胺)、聚(N-乙基丙烯酰胺)、聚(N-丙烯酰氧基-N-丙基哌嗪)、聚(N-(L)-(1-羟甲基)丙基甲基丙烯酰胺)、聚[N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮]、聚[N-(3-丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(3-甲基丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(2-丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(1-甲基-2-丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮]、聚(2-烷基-2-唑啉)、聚(2-乙基-2-唑啉)、聚(2-异丙基-2-唑啉)、聚(2-正丙基-2-唑啉)、聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯、聚(N-乙烯基环己内酰胺)、聚丙烯酰吡咯烷、聚甲基乙烯基醚、聚甲氧基乙基乙烯基醚、聚乙氧基乙基乙烯基醚、聚乙氧基乙氧基乙烯基醚、聚环氧丙烷、聚[低聚(乙二醇)单甲醚甲基丙烯酸酯]、聚有机膦腈、弹性蛋白样多肽、以及含上述单元的共聚物或衍生物。
作为上述方案的进一步限定，所述光热响应材料是在所述热响应材料中添加了具有光效应的纳米粒子，即同时包含具有光效应的纳米粒子和热响应材料；所述具有光热效应的纳米粒子选自以下物质中的至少一种：金纳米棒、金纳米壳层、金纳米笼、空心金纳米球、钯纳米片、钯@银、钯@二氧化硅、碳纳米管、石墨烯、还原氧化石墨烯、炭黑、黑磷、硫化铜、吲哚菁绿、聚苯胺、以及上述物质经过各种化学修饰后的产物。
作为上述方案的进一步限定，所述磁热响应材料是在热响应材料中添加了具有磁效应的纳米粒子，即同时包含具有磁效应的纳米粒子和热响应材料，所述具有磁热效应的纳米粒子选自以下物质中的至少一种：Fe3O4、LaFeCoSi、GdSiGe、LaFe11.6Si1.4C0.2H0.7、La(Fe,Si)13、NiMnGa、MnCoGe0.99In0.01、MnCo0.98Cr0.02Ge。
作为上述方案的进一步限定，所述电热响应材料是在热响应材料中添加了具有电热效应的材料，即同时包含具有电热效应的纳米粒子和热响应材料，所述具有电热效应的材料选自以下物质中的至少一种：石墨、碳黑、碳纳米管、碳纤维、掺铝氧化锌、掺钙铬酸镧、掺锑二氧化锡、导电金属材料(如：金、银、铂、铜、铑、钯、铬等)、氧化铟锡、透明导电氧化物、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯。
作为上述方案的进一步限定，所述湿度响应材料为含有大量亲水基团的高分子或含有大量羰基的聚酯类高分子中的一种或两种组合。
作为上述方案的更进一步限定，所述含有大量亲水基团的高分子选自以下物质中的至少一种：琼脂糖、纤维素、聚乙烯醇、壳聚糖、淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、透明质酸、透明质酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇、聚丁二醇、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、明胶、海藻酸、胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙烯聚合物以及它们的衍生物；所述含有大量羰基的聚酯类高分子选自以下物质中的至少一种：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸叔丁基酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚乙烯基吡啶、聚碳酸酯、聚酰亚胺、羟甲基纤维素、醋酸纤维素、尼龙、聚(乙烯基对苯二甲酸酯)、聚磷腈、全氟磺酸、聚乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、以及上述物质的衍生物。
作为上述方案的进一步限定，所述pH响应材料选自含有羧基、吡啶、吡咯烷、哌嗪、磺酸、吗啉、磷酸盐或叔胺基团物质中的至少一种。
作为上述方案的更进一步限定，所述pH响应材料选自聚丙烯酸、聚L-谷氨酸、聚组氨酸、聚天冬氨酸、聚[(2-二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯]、聚甲基丙烯酸、聚乙基丙烯酸、聚丙基丙烯酸、聚乙烯及苯甲酸、聚衣康酸、聚乙二醇丙烯酸酯磷酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸、聚乙烯磷酸、聚(4-乙烯基-苯基磷酸)、聚乙烯磺酸、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚乙烯苯硼酸、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、聚(N-乙基吡咯烷甲基丙烯酸酯)、聚(2-乙烯基吡啶)、聚(N-丙烯酰基-N-烯基哌嗪)、聚丙烯酰吗啉、聚(4-乙烯基吡啶)、聚乙烯亚胺树状大分子、聚乙烯醇、预氧化丙烯腈等、壳聚糖、海藻酸、羧甲基纤维素、玻璃酸、以及含上述单元的衍生物和共聚物中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过在弹性导电基体上涂覆一层对温度、光、磁、电、湿度、溶剂、pH中的一种或多种外界刺激条件下具有定向弯曲变形行为的刺激响应层制备出压力传感器件，这种器件具有灵敏度高、稳定性强、重复性好等特点，使其在未来织物传感、信息存储和保护领域能够具有广阔的应用前景。
(2)本发明利用具有刺激响应性的材料与弹性导电基体制成压力传感器件，通过环境温度、光、磁、电、湿度、溶剂和溶液pH值的变化施加外界刺激，并研究传感器件随外界刺激变化时压力的定量变化情况，从而实现对传感器件的响应性形变进行有效调控的目的。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图。
图2为实施例1制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与温度之间的关系图。
图3为实施例2制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图.
图4为实施例2制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与湿度之间的关系图。
图5为实施例3制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图。
图6为实施例3制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与湿度之间的关系图。
图7为实施例4制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图。
图8为实施例4制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与湿度之间的关系图。
图9为实施例5制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图。
图10为实施例5制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与磁热强度之间的关系图。
图11为实施例6制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图。
图12为实施例6制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与pH变化之间的关系图。
图13为实施例7制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻随外界湿度刺激变化的响应结果图。
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；除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下具体实施方式中，所述弹性导电纤维由聚氨酯(PU)、CNTs溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中并通过湿法纺丝制得，其中，所述聚氨酯与CNTs的质量比为4:1。
所述弹性导电无纺布为由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维经针刺法制得的针刺无纺布，然后在其表面进行化学镀层处理，镀层为聚吡咯。
所述弹性导电纱线为由氨纶长丝外包涤纶制得的包芯纱，然后在其表面进行化学镀层处理，镀层为聚吡咯。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电纤维和设置在所述弹性导电纤维上的聚(N-异丙基丙烯酰胺)热刺激响应层，所述刺激响应层在温度外界刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)热刺激响应层通过物理涂覆的方式形成在所述弹性导电纤维基底上；所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)热刺激响应层的厚度为500nm；所述弹性导电纤维的细度为80dtex。
如图1所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图，从图中结果可以看出，所述弹性导电纤维上被涂覆修饰了一层聚(N-异丙基丙烯酰胺)热刺激响应层；图中A层为聚(N-异丙基丙烯酰胺)热刺激响应层，B层为弹性导电纤维。
如图2所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与温度之间的关系图，从图中可以看出，该传感器的电阻随温度升高而下降。
实施例2
本实施例提供一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电纤维和设置在所述弹性导电纤维上的海藻酸湿度刺激响应层，所述刺激响应层在外界光热刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
所述海藻酸湿度刺激响应层通过物理涂覆的方式形成在所述弹性导电纤维基底上；所述海藻酸湿度刺激响应层的厚度为500nm；所述弹性导电纤维的细度为80dtex。
如图3所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图，从图中结果可以看出，所述弹性导电纤维上被涂覆修饰了一层海藻酸湿度刺激响应层；图中A层为海藻酸湿度刺激响应层，B层为弹性导电纤维。
如图4所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与湿度之间的关系图，从图中可以看出，该传感器的电阻随湿度升高而下降。
实施例3
本实施例提供一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电纱线和设置在所述弹性导电纱线上的海藻酸湿度刺激响应层，所述刺激响应层在外界光热刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
所述海藻酸湿度刺激响应层通过物理涂覆的方式形成在所述弹性导电纱线基底上；所述海藻酸湿度刺激响应层的厚度为500nm；所述弹性导电纱线的细度为50dtex。
如图5所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图，从图中结果可以看出，所述弹性导电纱线上被涂覆修饰了一层海藻酸湿度刺激响应层；图中A层为海藻酸湿度刺激响应层，B层为弹性导电纱线。
如图6所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与湿度之间的关系图，从图中可以看出，该传感器的电阻随湿度升高而下降。
实施例4
本实施例提供一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电无纺布和设置在所述弹性导电无纺布上的海藻酸湿度刺激响应层，所述刺激响应层在外界光热刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
所述海藻酸湿度刺激响应层通过物理涂覆的方式形成在所述弹性导电无纺布基底上；所述海藻酸湿度刺激响应层的厚度为1μm；所述弹性导电无纺布的厚度为1μm。
如图7所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图，从图中结果可以看出，所述弹性导电无纺布上被涂覆修饰了一层海藻酸湿度刺激响应层；图中A层为海藻酸湿度刺激响应层，B层为弹性导电无纺布。
如图8所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与湿度之间的关系图，从图中可以看出，该传感器的电阻随湿度升高而下降。
实施例5
本实施例提供一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电无纺布和设置在所述弹性导电无纺布上的Fe3O4磁热刺激响应层，所述刺激响应层在外界磁热刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
所述Fe3O4磁热刺激响应层通过物理涂覆的方式形成在所述弹性导电无纺布基底上；所述Fe3O4磁热刺激响应层的厚度为500nm；所述弹性导电纤维的细度为80dtex。
如图9所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图，从图中结果可以看出，所述弹性导电无纺布上被涂覆修饰了一层Fe3O4磁热刺激响应层；图中A层为Fe3O4磁热刺激响应层，B层为弹性导电无纺布。
如图10所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与磁热强度之间的关系图，从图中可以看出，该传感器的电阻随磁场强度升高而下降。
实施例6
本实施例提供一种多刺激响应结构的压力传感器，所述传感器包括弹性导电纤维和设置在所述弹性导电纤维上的羧甲基纤维素pH刺激响应层，所述刺激响应层在外界pH刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
所述羧甲基纤维素pH刺激响应层通过物理涂覆的方式形成在所述弹性导电纤维基底上；所述羧甲基纤维素pH刺激响应层的厚度为500nm；所述弹性导电纤维的细度为80dtex。
如图11所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构的压力传感器的截面扫描电镜图，从图中结果可以看出，所述弹性导电纤维上被涂覆修饰了一层羧甲基纤维素pH刺激响应层；图中A层为羧甲基纤维素pH刺激响应层，B层为弹性导电纤维。
如图12所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻与pH变化之间的关系图，从图中可以看出，该传感器的电阻随PH值升高而下降。
实施例7
本实施例提供一种多刺激响应结构的压力传感器，与实施例4相比，不同之处在于，改变了所述弹性导电无纺布的厚度，所述弹性导电无纺布的厚度为2μm，除上述区别外，其他操作均相同，在此不再赘述。
如图13所示，为本实施例制得的多刺激响应性结构压力传感器的电阻随外界刺激变化的响应结果图，从图中可以看出，该传感器的电阻随湿度的升高而下降；同时与实施例4结果对比可知，改变该传感器中弹性导电基体的厚度会对传感器的传感器性能产生显著的影响，因此，可根据实际需求调整弹性导电基体的厚度，以制备不同灵敏度的传感器件。
以上所述，仅为本发明的说明实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本发明的保护范围；凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，利用以上所揭示的技术内容做出的些许更改、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述传感器包括弹性导电基体层和设置在所述基体层上的刺激响应层，所述刺激响应层在温度、光、磁、电、湿度、溶剂、pH中的一种或多种外界刺激条件下具有定向弯曲变形行为。
2.根据权利要求1所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述刺激响应层由热响应材料、光响应材料、光热响应材料、磁热响应材料、电热响应材料、湿度响应材料、溶剂响应材料或pH响应材料中的至少一种可变形的刺激响应材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述刺激响应层通过表面化学接枝或物理涂覆的方式形成在所述弹性导电基底上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述刺激响应层的厚度为100nm～1mm。
5.根据权利要求1所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述弹性导电基体层为弹性导电纤维、弹性导电纱线或弹性导电无纺布中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述弹性导电纤维的细度为30～120dtex；所述弹性导电纱线的细度为16～80tex；所述弹性导电无纺布的厚度为10nm～1μm。
7.根据权利要求2所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述热响应材料为温敏性聚合物，选自以下物质中的至少一种：聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(N-正丙基丙烯酰胺)、聚(N-环丙基丙烯酰胺)、聚(N-异丙基甲基丙烯酰胺)、聚(N-乙基丙烯酰胺)、聚(N-丙烯酰氧基-N-丙基哌嗪)、聚(N-(L)-(1-羟甲基)丙基甲基丙烯酰胺)、聚[N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮]、聚[N-(3-丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(3-甲基丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(2-丙烯酰氧丙基)吡咯烷酮]、聚[N-(1-甲基-2-丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮]、聚(2-烷基-2-唑啉)、聚(2-乙基-2-唑啉)、聚(2-异丙基-2-唑啉)、聚(2-正丙基-2-唑啉)、聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯、聚(N-乙烯基环己内酰胺)、聚丙烯酰吡咯烷、聚甲基乙烯基醚、聚甲氧基乙基乙烯基醚、聚乙氧基乙基乙烯基醚、聚乙氧基乙氧基乙烯基醚、聚环氧丙烷、聚[低聚(乙二醇)单甲醚甲基丙烯酸酯]、聚有机膦腈、弹性蛋白样多肽、以及含上述单元的共聚物或衍生物。
8.根据权利要求2所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述光热响应材料是在所述热响应材料中添加了具有光效应的纳米粒子，即同时包含具有光效应的纳米粒子和热响应材料；所述具有光热效应的纳米粒子选自以下物质中的至少一种：金纳米棒、金纳米壳层、金纳米笼、空心金纳米球、钯纳米片、钯@银、钯@二氧化硅、碳纳米管、石墨烯、还原氧化石墨烯、炭黑、黑磷、硫化铜、吲哚菁绿、聚苯胺、以及上述物质经过各种化学修饰后的产物。
9.根据权利要求2所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述磁热响应材料是在热响应材料中添加了具有磁效应的纳米粒子，即同时包含具有磁效应的纳米粒子和热响应材料，所述具有磁热效应的纳米粒子选自以下物质中的至少一种：Fe3O4、LaFeCoSi、GdSiGe、LaFe11.6Si1.4C0.2H0.7、La(Fe,Si)13、NiMnGa、MnCoGe0.99In0.01、MnCo0.98Cr0.02Ge。
10.根据权利要求2所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述电热响应材料是在热响应材料中添加了具有电热效应的材料，即同时包含具有电热效应的纳米粒子和热响应材料，所述具有电热效应的材料选自以下物质中的至少一种：石墨、碳黑、碳纳米管、碳纤维、掺铝氧化锌、掺钙铬酸镧、掺锑二氧化锡、导电金属材料、氧化铟锡、透明导电氧化物、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯。
11.根据权利要求2所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述湿度响应材料为含有大量亲水基团的高分子或含有大量羰基的聚酯类高分子中的一种或两种组合。
12.根据权利要求11所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述含有大量亲水基团的高分子选自以下物质中的至少一种：琼脂糖、纤维素、聚乙烯醇、壳聚糖、淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、透明质酸、透明质酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇、聚丁二醇、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、明胶、海藻酸、胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙烯聚合物以及它们的衍生物；所述含有大量羰基的聚酯类高分子选自以下物质中的至少一种：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸叔丁基酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚乙烯基吡啶、聚碳酸酯、聚酰亚胺、羟甲基纤维素、醋酸纤维素、尼龙、聚(乙烯基对苯二甲酸酯)、聚磷腈、全氟磺酸、聚乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、以及上述物质的衍生物。
13.根据权利要求2所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述pH响应材料选自含有羧基、吡啶、吡咯烷、哌嗪、磺酸、吗啉、磷酸盐或叔胺基团物质中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的一种多刺激响应结构的压力传感器，其特征在于，所述pH响应材料选自聚丙烯酸、聚L-谷氨酸、聚组氨酸、聚天冬氨酸、聚[(2-二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯]、聚甲基丙烯酸、聚乙基丙烯酸、聚丙基丙烯酸、聚乙烯及苯甲酸、聚衣康酸、聚乙二醇丙烯酸酯磷酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸、聚乙烯磷酸、聚(4-乙烯基-苯基磷酸)、聚乙烯磺酸、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚乙烯苯硼酸、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、聚(N-乙基吡咯烷甲基丙烯酸酯)、聚(2-乙烯基吡啶)、聚(N-丙烯酰基-N-烯基哌嗪)、聚丙烯酰吗啉、聚(4-乙烯基吡啶)、聚乙烯亚胺树状大分子、聚乙烯醇、预氧化丙烯腈等、壳聚糖、海藻酸、羧甲基纤维素、玻璃酸、以及含上述单元的衍生物和共聚物中的至少一种。
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