CN113029400B - 一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件及其制备方法，传感器件包括：复合材料传感层、第一电极和第二电极；复合材料传感层的一端连接第一电极，复合材料传感层的另一端连接第二电极；其中，复合材料传感层是由液晶、聚合物与导电颗粒混合而成的。液晶分子液晶分子可增加导电颗粒的分散性，改善传感层的拉伸特性；同时液晶分子具有温敏特性和疏水性等特性，给传感器件增加温度传感的功能，并改善传感器的疏水性能；同时由于液晶分子的引入，该力学传感器件可同时检测拉力与压力信号的变化，实现拉伸与压力集成式传感功能。引入多功能的复合材料传感层的传感器在可穿戴领域有广阔的应用场景，实现传感器件的多功能化。
Description
技术领域
本发明涉及力学传感器件技术领域，特别是涉及一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件及其制备方法。
背景技术
传感器件因其在智能手机、电子皮肤和可穿戴设备等领域的应用愈来愈受到广泛的关注。其中，可穿戴设备的兴起对传感器件的性能和应用场景提出更高的要求。传统力学传感器件的功能结构比较单一，无法满足人们的对于多功能的传感器件的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件及其制备方法，能够实现传感器件的多功能化。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件，包括：
复合材料传感层、第一电极和第二电极；
所述复合材料传感层的一端连接所述第一电极，所述复合材料传感层的另一端连接所述第二电极；所述复合材料传感层是由液晶、聚合物与导电颗粒混合而成的。
优选地，所述液晶为低极性向列相液晶分子。
优选地，所述聚合物为聚二甲基硅氧烷。
优选地，所述导电颗粒为多壁纳米碳管。
一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件制备方法，包括：
将液晶、聚合物与导电颗粒进行混合，得到导电复合材料；
将所述导电复合材料注入模具中并刮涂；
将刮涂后的导电复合材料固化并剥离，得到复合材料传感层；
在所述复合材料传感层的一端连接第一电极，在所述复合材料传感层的另一端连接第二电极，得到制备好的液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件。
优选地，将刮涂后的导电复合材料固化并剥离，包括：
利用加热或紫外曝光的方法对刮涂后的导电复合材料进行固化；
将固化后的所述导电复合材料从所述模具中剥离。
优选地，所述模具为具有不同高度不同形状凹槽的玻璃模具或金属模具。
优选地，所述液晶为低极性向列相液晶分子。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件及其制备方法，液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件包括：复合材料传感层、第一电极和第二电极；所述复合材料传感层的两端分别连接所述第一电极和所述第二电极；其中，所述复合材料传感层的材料为液晶、聚合物与导电颗粒混合物。液晶分子可增加导电颗粒的分散性，改善传感层的拉伸特性；同时液晶分子具有温敏特性和疏水性等特性，可以给传感器件增加了温度传感的功能，并改善传感器的疏水性能；同时由于液晶分子的引入，该力学传感器可同时检测拉力与压力信号的变化，实现拉伸与压力集成式传感功能。引入多功能的复合材料传感层的传感器在可穿戴领域有广阔的应用场景，实现传感器件的多功能化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件的结构示意图；
图2为本发明液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件制备方法的示意图；
图3为本发明液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件制备方法的流程图。
符号说明：
1-复合材料传感层，2-第一电极，3-第二电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件及其制备方法，能够实现传感器件的多功能化。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件的结构示意图，如图1所示，本发明一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件，包括：
复合材料传感层1、第一电极2和第二电极3；
所述复合材料传感层1的一端连接所述第一电极2，所述复合材料传感层的另一端连接所述第二电极3；所述复合材料传感层1是由液晶、聚合物与导电颗粒混合而成的。
优选地，所述液晶为低极性向列相液晶分子。
优选地，所述聚合物为聚二甲基硅氧烷。
优选地，所述导电颗粒为多壁纳米碳管。
可选地，所述第一电极2连接有导线，所述第二电极3连接有导线。
具体的，本发明采用优化复合材料配比制备的传感层具有良好的拉伸特性、压阻特性、疏水性和高灵敏度的传感特性，将电极沉积在传感层两端形成的拉伸与压力集成式传感器可应用在可穿戴设备等领域。
图2为本发明液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件制备方法的示意图，如图2所示，图2(a)部分中通过将液晶、聚合物与导电颗粒进行充分混合，图2(b)部分中混合物形成了薄膜形态的导电复合材料。将复合材料注入相应的模具中，图2(c)部分通过刮涂或是滚涂等方法使其表面平整，图2(d)部分使用加热或是紫外曝光等方式使模具中的材料固化，图2(e)和(f)部分中复合材料传感层剥离后在两端连接电极，即可形成拉伸传感器。如图2(f)部分所示，复合材料传感层两端的电极上还连接有导线。
图3为本发明液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件制备方法的流程图，如图3所示，本发明一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件制备方法，包括：
步骤100：将液晶、聚合物与导电颗粒进行混合，得到导电复合材料；
步骤200：将所述导电复合材料注入模具中并刮涂；
步骤300：将刮涂后的导电复合材料固化并剥离，得到所述复合材料传感层；
步骤400：在所述复合材料传感层的一端连接第一电极，在所述复合材料传感层的另一端连接第二电极，得到制备好的液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件。
优选地，步骤300中将刮涂后的导电复合材料固化并剥离的步骤，包括：
利用加热或紫外曝光的方法对所述导电复合材料进行固化；
将固化后的导电复合材料从所述模具中剥离。
优选地，所述模具为具有不同高度不同形状凹槽的玻璃模具或金属模具。
优选地，所述液晶为低极性向列相液晶分子。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明中复合材料传感层的材料为液晶、聚合物与导电颗粒混合物。液晶分子可增加导电颗粒的分散性，改善传感层的拉伸特性；同时液晶分子具有温敏特性和疏水性等特性，可以给传感器件增加温度传感的功能，并改善传感器的疏水性能；同时由于液晶分子的引入，该力学传感器可同时检测拉力与压力信号的变化，实现拉伸与压力集成式传感功能。引入多功能的复合材料传感层的传感器在可穿戴领域有广阔的应用场景，实现传感器件的多功能化。
(2)本发明将液晶分子作为填充物，降低了复合材料传感层材料整体的杨氏模量，改善了传感器的疏水性能，提高了传感器的灵敏度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (2)
1.一种液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件，其特征在于，包括：
复合材料传感层、第一电极和第二电极；
所述复合材料传感层的一端连接所述第一电极，所述复合材料传感层的另一端连接所述第二电极；所述复合材料传感层是由液晶、聚合物与导电颗粒混合而成的；
所述液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件的制备方法包括：
将液晶、聚合物与导电颗粒进行混合，得到导电复合材料；
将所述导电复合材料注入模具中并刮涂；
将刮涂后的导电复合材料固化并剥离，得到复合材料传感层；
在所述复合材料传感层的一端连接第一电极，在所述复合材料传感层的另一端连接第二电极，得到制备好的液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件；
其中，所述将刮涂后的导电复合材料固化并剥离，包括：
利用加热或紫外曝光的方法对刮涂后的导电复合材料进行固化；
将固化后的导电复合材料从所述模具中剥离；
所述液晶为低极性向列相液晶分子；所述聚合物为聚二甲基硅氧烷；所述导电颗粒为多壁纳米碳管；
液晶分子可增加导电颗粒的分散性，改善传感层的拉伸特性；同时液晶分子具有温敏特性和疏水性特性，给传感器件增加温度传感的功能，并改善传感器的疏水性能；同时由于液晶分子的引入，该传感器件 可同时检测拉力与压力信号的变化，实现拉伸与压力集成式传感功能。
2.根据权利要求1所述的液晶聚合物拉伸与压力集成式传感器件，其特征在于，所述模具为具有不同高度不同形状凹槽的玻璃模具或金属模具。
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