CN111990985B - 压力传感器及其制备方法、应用和颅内压检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力传感器及其制备方法、应用和颅内检测设备。上述压力传感器包括：弹性聚合物层和填充在弹性聚合物层内部的液态金属，弹性聚合物层内部设有蛇形通道，液态金属填充在蛇形通道内。上述压力传感器具有柔性且灵敏度高。

Description

压力传感器及其制备方法、应用和颅内压检测设备

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种柔性压力传感器及其制备方法、应用和颅内压检测设备。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成输出的电信号的器件或装置。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电信号输出。因此，近年来相关专家们正致力于研发具有较好柔韧性、稳定可靠的压力传感器。对于柔性压力传感器的研发可基于多种工作原理，包括压阻式、电容式、压电式等，其所用的基础材料也是种类繁多，包括纳米线、碳纳米管、聚合物纳米纤维、金属纳米颗粒、石墨烯等。长期以来，传感器的材料通常采用的是固体金属材料，但是固体金属材料往往存在质地坚硬、柔韧性差、灵敏度低等缺点。

发明内容

基于此，有必要提供一种灵敏度高且柔韧性好的压力传感器。

此外，还提供一种压力传感器的制备方法、应用和颅内压检测设备。

一种压力传感器，包括：弹性聚合物层和填充在所述弹性聚合物层内部的液态金属，所述弹性聚合物层内部具有蛇形通道，所述液态金属填充在所述蛇形通道内。

在其中一个实施例中，所述蛇形通道的宽度为1μm～1cm，所述蛇形通道的高度为1μm～1cm，所述蛇形通道的长度为500μm～3m。

在其中一个实施例中，所述蛇形通道的宽度为300μm～2000μm，所述蛇形通道的高度为50μm～2000μm，所述蛇形通道的长度为200mm～2000mm。

在其中一个实施例中，所述弹性聚合物层的厚度为10μm～5mm。

在其中一个实施例中，所述弹性聚合物层的厚度为200μm～1000μm。

在其中一个实施例中，所述液态金属包括水银、镓、铷、铯及镓基合金中的一种，所述镓基合金包括镓铟合金及镓铟锡合金中的一种。

在其中一个实施例中，所述弹性聚合物层的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇、聚偏氟乙烯、聚酯、硅胶、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶及聚乳酸中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述压力传感器还包括两个引线，两个所述引线分别与所述蛇形通道的两端连接，且两个所述引线均插入所述液态金属内，以传输所述液态金属的电阻变化。

一种压力传感器的制备方法，包括如下步骤：

提供模板，所述模板具有蛇形通道；

在所述模板的所述蛇形通道内填充液态金属，然后冷却使所述液态金属凝固；

将凝固后的液态金属与模板剥离，得到固态金属；及

将所述固态金属层叠在第一弹性聚合物层上，然后在所述固态金属上层叠第二弹性聚合物层，以完全包裹所述固态金属，得到压力传感器。

在其中一个实施例中，所述在所述固态金属上层叠第二弹性聚合物层的步骤包括：

在所述固态金属表面覆盖前驱体，得到层叠件，其中，所述前驱体包括制备所述第二弹性聚合物层的预聚物和固化剂；及

对所述层叠件中的所述前驱体进行固化处理，以形成所述第二弹性聚合物层。

在其中一个实施例中，所述对所述层叠件中的所述前驱体进行固化处理的步骤包括：对所述层叠件进行加热处理，加热的温度为20℃～500℃。

在其中一个实施例中，所述冷却使所述液态金属凝固的中，温度为-80℃～25℃。

在其中一个实施例中，还包括采用3D打印的方式、光刻的方式或离子刻蚀的方式制备所述模板的步骤。

一种颅内压检测设备，包括上述压力传感器或由上述压力传感器的制备方法制备得到的压力传感器。

上述压力传感器或由上述压力传感器的制备方法制备得到的压力传感器在制备可穿戴电子皮肤、制备智能服装或制备运动检测设备中的应用。

上述压力传感器以弹性聚合物层包覆液态金属，且液态金属填充在弹性聚合物层的蛇形通道内，当压力传感器受到外界压力时，压力传感器的弹性聚合物层受力变形，使得蛇形通道的横截面积发生变化，导致液态金属的电阻发生变化，从而输出为电信号而检测到压力的变化。上述压力传感器的弹性聚合物层在受力后会发生弹性形变，在不受力时又能恢复原状，并以液态金属填充在弹性聚合物层内，使得上述压力传感器具有柔性。另外，将填充液态金属的通道设置为蛇形通道，能够增加通道的长度，减小通道的横截面积，从而使液态金属的电阻变化更灵敏。因此，上述压力传感器具有柔性且灵敏度高。

附图说明

图1为一实施方式的压力传感器的结构示意图；

图2为一实施方式的压力传感器的制备方法的工艺流程图；

图3-a为测试部分用到的开口的塑料壳的结构示意图；图3-b为采用实施例1的压力传感器测试过程中的示意图；

图4为实施例1的压力传感器的电阻随时间变化的曲线图；

图5为实施例1的压力传感器的电阻增量百分比随压力增量的变化曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

需要说明的是，在本文中，蛇形通道指的是多次迂回的通道。

请参阅图1，一实施方式的压力传感器100，包括：弹性聚合物层110和填充在弹性聚合物层110内部的液态金属(图未示)。其中，弹性聚合物层110内部设有蛇形通道112，液态金属填充在蛇形通道112内。

具体地，在其中一个实施例中，蛇形通道112的宽度为1μm～1cm，蛇形通道112的高度为1μm～1cm，蛇形通道112的长度为500μm～3m。弹性聚合物层110的厚度为10μm～5mm。

进一步地，蛇形通道112的宽度为300μm～2000μm，蛇形通道112的高度为50μm～2000μm，蛇形通道112的长度为200mm～2000mm。弹性聚合物层110的厚度为200μm～1000μm。

蛇形通道112的长度较长，高度和宽度较小，当弹性聚合物层110发生形变时，蛇形通道112的横截面发生变化，从而使处在狭长的蛇形通道112内的液态金属的电阻发生变化。可以理解的是，上述压力传感器100能够通过调整蛇形通道112的尺寸，例如增加蛇形通道112的总长度，减小高度和宽度，从而提高压力传感器100的灵敏度。

将弹性聚合物层的厚度设置为上述值，一方面能够完全包裹并承载液态金属，另一方面，上述厚度的弹性聚合物层还能在外界压力下发生形变。

具体地，弹性聚合物层110的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇、聚偏氟乙烯、聚酯、硅橡胶、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体及聚乳酸中的至少一种。

上述弹性聚合物层110能够在压力作用下发生形变，从而引起蛇形通道112的横截面发生变化，液态金属的电阻随之发生变化，从而检测压力，而当压力作用消失时，弹性聚合物层110能够快速恢复原状，从而使得压力传感器100可以重复连续使用。可以理解，上述弹性聚合物层110并不限于由上述物质构成，任何具有弹性，在外力作用下能够发生形变且在外力作用消失时能够恢复的聚合物层均可以作为本实施方式的弹性聚合物层110。

液态金属包括水银、镓、铷、铯及镓基合金中的一种，镓基合金包括镓铟合金及镓铟锡合金中的一种。进一步地，液态金属包括镓及镓基合金中的一种，镓基合金包括镓铟合金及镓铟锡合金中的一种。镓及镓基合金毒性较小，在作为液态金属使用时更安全。可以理解，在本实施方式中，液态金属还可以为基于镓的其他合金。

进一步地，上述压力传感器100还包括两个引线120。两个引线120分别与蛇形通道112的两端连接，且两个引线120均插入液态金属内，以传输液态金属的电阻变化。

在压力传感器100中设置引线120，使得压力传感器100能够通过引线120与数字万用表等检测电信号的设备连接，从而将液态金属电阻的变化能够通过引线120转化为电信号输出。

近年来，制造具有高灵敏度、高稳定性及生物相容的新型可穿戴、可贴附电子皮肤或者柔性电子器件的研究受到国内外广大科研工作者的关注和重视。有科研人员利用聚偏氟乙烯(PVDF)制作了一种基于纳米纤维薄膜的柔性压力传感器，但由于PVDF压电效应的局限性，只能测量动态力，无法实现对静态力的检测。

另有科研人员为了提高传感器分辨率和灵敏度，以医用胶带为上级板材料制备微结构化阵列式传感器。或者以PDMS转移复制微结构，并组装氧化石墨烯制得压阻式柔性传感器，提高了灵敏度。但传统的传感器中所采用的是固体金属材料，存在质地坚硬、柔性差、易碎易损坏等缺点。虽然通过微结构设计能够提高传感器的灵敏度和分辨率，但微结构设计的成本较高，工艺复杂，且存在传感器体积过大的问题。

而上述压力传感器100至少具有以下优点：

(1)上述压力传感器100以弹性聚合物层110包裹液态金属，弹性聚合物层110在受到压力时能够发生变形，导致蛇形通道112的横截面积发生变化，从而使液态金属的电阻发生变化，电阻的变化通过外部的引线120输出为电信号，从而监控压力的变化。将液态金属填充在弹性聚合物层110的蛇形通道112内，由于蛇形通道112的横截面积小，且长度长，因此，蛇形通道112内的液态金属在外部的弹性聚合物层110发生形变时，能够灵敏地做出反应，从而提高压力传感器100的灵敏度。

(2)上述压力传感器100中的弹性聚合物层110在受到压力时能发生形变，而压力消失时又能恢复原状，因此，上述压力传感器100能够重复使用且重复性较好。

(3)上述压力传感器100的体积小，且上述压力传感器100为柔性的，具有可弯曲性、延展性和良好的生物兼容性，易于携带和使用。

(4)上述压力传感器100能够通过贴附的方式用于检测待测物的压力，如用于检测婴儿的颅内压时，无需穿刺，能够实时监控颅内压的变化，测试的准确性和稳定性较好。

(5)上述压力传感器100可以通过调整弹性聚合物层110的蛇形通道112的尺寸，调整压力传感器100的灵敏度，使得压力传感器100不仅能够测量动态力，还能够实现对静态力的检测。

请参阅图2，一实施方式的压力传感器的制备方法，为上述压力传感器的一种制备方法，包括如下步骤：

步骤S110：提供模板，模板具有蛇形通道。

具体地，在其中一个实施例中，蛇形通道的宽度为1μm～1cm，蛇形通道的高度为1μm～1cm，蛇形通道的长度为500μm～3m。

进一步地，蛇形通道的宽度为300μm～2000μm，蛇形通道的高度为50μm～2000μm，蛇形通道的长度为200mm～2000mm。

在本文中，蛇形通道的尺寸可以根据实际需要进行调整。

具体地，步骤S110之前，还包括制备模板的步骤。在其中一个实施例中，制备模板的步骤包括：

采用3D打印的方式打印母模板，母模板具有蛇形通道；

将前驱体覆盖母模板，然后使前驱体固化，得到固化层；

将固化层与母模板剥离，得到模板。

其中，前驱体包括预聚物和固化剂。在其中一个实施例中，预聚物为聚二甲基硅氧烷的预聚物，预聚物与固化剂的质量比为10∶1。可以理解，在其他实施例中，预聚物还可以为其他物质。

将固化层与母模板剥离的方式可以为本领域常用的剥离方式，在此不再赘述。采用3D打印的方式先制作母模板，再利用倒模的方式，得到模板，是因为传统的3D打印材料中有限，无法直接以前驱体为原料进行制作。

具体地，制备模板的方法还可以为光刻或离子刻蚀方式。例如，在其中一个实施方式中，采用感应耦合等离子刻蚀或反应离子刻蚀对基板进行刻蚀，以得到具有蛇形通道的模板。具体地，基板可以为硅基板或聚合物基板。采用离子刻蚀的方式可以为本领域常用的方式。

步骤S120：在模板的蛇形通道内填充液态金属，然后冷却使液态金属凝固。

具体地，步骤S120包括：

将模板密封，并使蛇形通道的一端开口；

从开口的一端注入液态金属，使液态金属填充蛇形通道；

将填充有液态金属的模板冷却，使液态金属凝固。

具体地，液态金属包括水银、镓、铷、铯及镓基合金中的一种，镓基合金包括镓铟合金及镓铟锡合金中的一种。进一步地，液态金属包括镓及镓基合金中的一种，镓基合金包括镓铟合金及镓铟锡合金中的一种。在一些实施例中，步骤S120中在模板的蛇形通道内填充液态金属的同时，还包括将两个引线分别插入蛇形通道的两端的液态金属内。

具体地，将填充有液态金属的模板冷却的步骤中，冷却温度为-80℃～25℃。具体的冷却温度可根据选择的液态金属的熔点进行调整。

通过步骤S120能够使液态金属填充蛇形通道，然后凝固后得到固态金属，固态金属的形状则与蛇形通道的形状相同。

步骤S130：将凝固后的液态金属与模板剥离，得到固态金属。

具体地，将凝固后的液态金属与模板剥离的方式可以为本领域常用的剥离方式。通过步骤S120和步骤S130能够得到与蛇形通道的形状相同的固态金属。

步骤S140：将固态金属置于第一弹性聚合物层上，然后在固态金属上层叠第二弹性聚合物层，以完全包裹固态金属，得到压力传感器。

具体地，在固态金属上层叠第二弹性聚合物层的步骤包括：

步骤S142：在固态金属表面覆盖前驱体，得到层叠件，其中，前驱体包括制备第二弹性聚合物层的预聚物和固化剂。

具体地，步骤S142中，前驱体完全覆盖固态金属。前驱体包括预聚物和固化剂。预聚物为弹性聚合物的预聚物，固化剂为热固化剂。

步骤S144：对层叠件中的前驱体进行固化处理，以形成第二弹性聚合物层。

具体地，对层叠件中的前驱体进行固化处理的步骤包括：对层叠件进行加热处理，加热的温度为20℃～500℃。进一步地，加热的时间为1s～720h。通过固化处理能够形成第二弹性聚合物层，且固态金属熔化得到液态金属，第二弹性聚合物层与第一弹性聚合物层一起包覆液态金属，使液态金属在蛇形通道内流通。

其中，第一弹性聚合物层的材料和第二弹性聚合物层的材料可以相同，也可以不同。具体地，第一弹性聚合物层和第二弹性聚合物层的材料相互独立地包括聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇、聚偏氟乙烯、聚酯、硅橡胶、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体及聚乳酸中的至少一种。

在其中一个实施例中，第一弹性聚合物层和第二弹性聚合物层的总厚度为10μm～5mm。在另一个实施例中，弹性聚合物层110的厚度为200μm～1000μm。

进一步地，步骤S140中还包括将压力传感器进行裁剪，以形成规则形状的步骤。

通过上述步骤S140能够在固态金属表面覆盖前驱体，然后使前驱体固化，得到包覆有液态金属的第二弹性聚合物层，第一弹性聚合物层与第二弹性聚合物层一起包裹液态金属，从而得到压力传感器。由于固态金属呈现蛇形结构，因此得到的压力传感器中的液态金属也是在由第二弹性聚合物层形成的蛇形通道内流动。

上述压力传感器的制备方法至少具有以下优点：

(1)上述压力传感器的制备方法巧妙地通过模板填充液态金属，并利用液态金属的性质及模板的蛇形结构，使得固态金属呈现蛇形结构，然后利用聚合物前驱体覆盖固态金属，并加热固化，形成弹性聚合物层以及填充在弹性聚合物层的液态金属，且液态金属在蛇形通道内流动。

(2)上述压力传感器的制备方法简单、重复性高，且能够得到高灵敏度、体积小且柔性的压力传感器。

(3)上述压力传感器的制备过程中的模板和母模板均可以重复使用，提高原料的利用率。

一实施方式的颅内压检测设备，包括上述实施方式的压力传感器或由上述实施方式的压力传感器的制备方法制备得到的压力传感器。

颅内压(Intracranial Pressure，ICP)，即颅腔内容物使颅腔内保持一定的压力。一般地：中成人ICP＝0.7KPa～2.0KPa(70mmH₂O～200mmH₂O)，儿童ICP＝0.5KPa～1.0KPa(50mmH₂O～100mmH₂O)。传统对ICP的检测大多数都是有创的，这些方法易感染且使病人痛苦，特别是婴儿ICP的有创检测。此外，其对操作人员技术要求高，因为有时还需要先行CT扫描再行穿刺。

而上述颅内压检测设备至少具有以下优点：

(1)上述颅内压检测设备由于包括柔性的压力传感器，当婴儿的颅内压升高，囟门会因受到压力而鼓起，从而压力传感器受到相应的压力而发生变形，压力传感器内部的液态金属的电阻发生变化，并转化为电信号输出，从而使其能实时反应颅内压变化。

(2)上述颅内压检测设备在使用时，可以将压力传感器像创可贴一样贴附在婴儿的囟门部位或者以绑带的形式固定在婴儿的囟门部位，无需对婴儿进行穿刺等，从而减轻婴儿痛苦和避免伤害。

(3)上述颅内压检测设备以压力传感器为主要部件，体型小且成本较低，易于广泛使用。

一实施方式的压力传感器在制备可穿戴电子皮肤、制备智能服装或制备运动检测设备中的应用。具体地，该压力传感器为上述实施方式的压力传感器或由上述实施方式的压力传感器的制备方法制备得到的压力传感器。

以下为具体实施例部分：

实施例1

实施例1的压力传感器的制备过程具体如下：

(1)采用Soliworks软件设计蛇形通道的结构图形，蛇形通道的高度(h)为100μm，宽度为500μm，总长度(L)为455mm；然后将图形文件转换为stl格式，接着输入到3D打印机(型号为

EnvisionTEC)，把图形处理转化为3D打印机可以用的图形文件；采用黄树脂材料(HTM140 V2(三维像素为25μm～50μm))3D打印出母模板；称取适当重量的前驱体溶液(型号为Dow Coming Sylgard 184，前驱体溶液由质量比为10∶1的单体和固化剂组成)；将充分搅拌的前驱体溶液倒入3D打印的母模板上，厚度约为5mm，放入真空干燥皿中除气泡15分钟，然后移至80℃烘箱烘烤2个小时以上，使前驱体溶液固化；将固化的PDMS从母模板剥离，即得到PDMS模板。

(2)用胶布将PDMS模板密封，然后在蛇形通道的其中一端开一个小口，使其成半密封状态。用吸入一定量液态金属镓的注射器，从开小口的一端将蛇形通道道注满液态金属镓。将注满液态金属镓的PDMS模板放到冰箱里，在-20℃条件下静置20min，使液态金属发生凝固。

(3)待液态镓凝固后，取出PDMS模具，撕开密封胶布，剥离出固态金属镓。

(4)在硅片上旋涂一层150μm厚的PDMS薄膜，然后将其放入80℃烘箱烘烤30min以上使其固化。将固态金属镓平放在固化的PDMS薄膜上，然后浇注前驱体(前驱体为质量比为10∶1的PDMS的预聚物和固化剂)覆盖固态金属镓，形成大约350μm厚的全部覆盖住固态金属镓的PDMS薄膜，得到层叠件。

(5)将层叠件转移至80℃烘箱烘烤2个小时以上使PDMS固化和密封。从烘箱取出包裹液态金属镓的固态PDMS薄膜，裁剪去除四边多余部分，得到压力传感器。

实施例2

实施例2的压力传感器的制备过程具体如下：

(1)采用离子刻蚀的方式在PDMS基板上形成蛇形通道，蛇形通道的高度(h)为50μm，宽度为300μm，总长度(L)为200mm，得到PDMS模板。

(2)用胶布将PDMS模板密封，然后在蛇形通道的其中一端开一个小口，使其成半密封状态。用吸入一定量液态金属镓铟合金的注射器，从开小口的一端将蛇形通道道注满液态金属镓铟合金。将注满液态金属镓铟合金的PDMS模板放到冰箱里，在-80℃条件下静置20min，使液态金属发生凝固。

(3)待液态镓铟合金凝固后，取出PDMS模具，撕开密封胶布，剥离出固态金属镓铟合金。

(4)在硅片上旋涂一层100μm厚的聚酰亚胺薄膜，然后将其放入500℃烘箱烘烤1s以上使其固化。将固态金属镓铟合金平放在固化的聚酰亚胺薄膜上，然后浇注前驱体覆盖固态金属镓铟合金(前驱体为质量比为10∶1的聚酰亚胺的预聚物和固化剂)，形成大约100μm厚的全部覆盖住固态金属镓铟合金的聚酰亚胺薄膜，得到层叠件。

(5)将层叠件转移至100℃烘箱烘烤2个小时以上使聚酰亚胺固化和密封。从烘箱取出包裹液态金属镓铟合金的固化聚酰亚胺薄膜，裁剪去除四边多余部分，得到压力传感器。

实施例3

本实施例的压力传感器的制备过程具体如下：

(1)采用光刻的方式在PDMS基板上形成蛇形通道，蛇形通道的高度(h)为1000μm，宽度为2000μm，总长度(L)为2000mm，得到PDMS模板。

(2)用胶布将PDMS模板密封，然后在蛇形通道的其中一端开一个小口，使其成半密封状态。用吸入一定量液态金属镓铟合金的注射器，从开小口的一端将蛇形通道注满液态金属镓铟锡合金。将注满液态金属镓铟锡合金的PDMS模板放到冰箱里，在-20℃条件下静置20min，使液态金属发生凝固。

(3)待液态镓铟锡合金凝固后，取出PDMS模具，撕开密封胶布，剥离出固态金属镓铟锡合金。

(4)在硅片上旋涂一层200μm厚的聚偏氟乙烯薄膜，然后将其放入80℃烘箱烘烤30min以上使其固化。将固态金属镓铟锡合金平放在固化的聚偏氟乙烯薄膜上，然后浇注前驱体覆盖固态金属镓铟锡合金(前驱体为质量比为10∶1的聚偏氟乙烯的预聚物和固化剂)，形成大约800μm厚的全部覆盖住固态金属镓铟锡合金的聚偏氟乙烯薄膜，得到层叠件。

(5)将层叠件转移至80℃烘箱烘烤2个小时以上使聚偏氟乙烯固化和密封。从烘箱取出包裹液态金属镓铟锡合金的固化聚偏氟乙烯薄膜，裁剪去除四边多余部分，得到压力传感器。

测试部分：

将气球装入一个塑料壳，在塑料壳上开一个接近婴儿前囟门形状和大小的口(如图3-a所示)，并将实施例1的压力传感器贴在塑料壳的开口区域(如图3-b所示)，气球连接到压力泵控制器(型号为ELEFLOW OB1)，通过压力泵控制器向气球施加压力来模拟颅内压的变化和前囟门的变形。通过使用数字万用表(型号为Keysight 34461A)来实时记录压力传感器的电阻变化，从而反应实时压力的变化。

为了验证实施例1的压力传感器的稳定性和重复性，通过压力泵控制器施加周期性压力(100mbar和180mbar，间隔时间为180秒)，得到数字表的电阻随时间的变化曲线，如图4所示。从图4中可以看出，测得的电阻显示出很好的稳定性和一致性。

另外，通过压力泵控制器向气球施加递增压力(从70mbar到190mbar，每次增加20mbar，间隔时间为180秒)，观察电阻变化，电阻增量百分比随压力增量的变化曲线如图5所示，其中，电阻增量百分比为电阻变化值与电阻值的比。

从图5中可以看出，实施例1的压力传感器电阻的大小和对其施加的压力成正比，且显示出非常高的线性相关性(R²＝0.9847)。由此可以说明，实施例1的压力传感器可以通过测试电阻的变化显示出压力的变化，且准确性好。

需要说明的是，上述测试采用的是实施例的压力传感器，实施例2和实施例3的压力传感器的效果与实施例1的压力传感器的效果相当，再此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种颅内压检测设备，其特征在于，包括压力传感器，所述压力传感器包括：弹性聚合物层和填充在所述弹性聚合物层内部的液态金属，所述弹性聚合物层内部设有蛇形通道，所述液态金属填充在所述蛇形通道内，所述弹性聚合物层的厚度为200μm；

所述压力传感器的制备方法包括如下步骤：

（1）采用离子刻蚀的方式在PDMS基板上形成蛇形通道，蛇形通道的高度h为50μm，宽度为300μm，总长度L为200mm，得到PDMS模板；

（2）用胶布将PDMS模板密封，然后在蛇形通道的其中一端开一个小口，使PDMS模板成半密封状态，用吸入一定量液态金属镓铟合金的注射器，从开小口的一端将蛇形通道注满液态金属镓铟合金，将注满液态金属镓铟合金的PDMS模板放到冰箱里，在-80℃条件下静置20min，使液态金属镓铟合金发生凝固；

（3）待液态金属镓铟合金凝固后，取出PDMS模板，撕开密封胶布，剥离出固态金属镓铟合金；

（4）在硅片上旋涂一层100μm厚的聚酰亚胺薄膜，然后将硅片放入500℃烘箱烘烤1s以上使聚酰亚胺薄膜固化，将固态金属镓铟合金平放在固化的聚酰亚胺薄膜上，然后浇注前驱体覆盖固态金属镓铟合金，前驱体为质量比为10:1的聚酰亚胺的预聚物和固化剂，形成大约100μm厚的全部覆盖住固态金属镓铟合金的聚酰亚胺薄膜，得到层叠件；

（5）将层叠件转移至100℃烘箱烘烤2个小时以上使聚酰亚胺薄膜固化和密封，并且使固态金属镓铟合金熔化得到液态金属镓铟合金，从烘箱取出包裹液态金属镓铟合金的固化聚酰亚胺薄膜，裁剪去除四边多余部分，得到压力传感器。

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