CN115235654A - 一种柔性多模态传感器及其制备方法 - Google Patents

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方斌
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范世昌
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Xiamen Yinfang New Material Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种柔性多模态传感器，包括：柔性封装层、对应设置电极的第一电极层和第二电极层，以及弹性介电层。弹性介电层设置于第一电极层和第二电极层之间，包括具有立体结构的弹性介电构件，其可在纵向压力的作用下发生形变，从而使得第一电极和第二电极之间的电容发生变化。第一电极层具有第一柔性衬底，第二电极层具有第二柔性衬底，第一柔性衬底和第二柔性衬底至少一个的上表面还设置有用于测量温度的温度传感电路或用于测量湿度的湿度传感电路。本发明在具备测量压力功能的三层结构的传感组件上，通过较小的额外成本且不改变其整体结构，增加测量湿度和/或温度的功能，电路集成度高，成本低，使用方便舒适，信号串扰弱，测量精度高。

Description

一种柔性多模态传感器及其制备方法
技术领域
本发明涉及温度、压力和湿度测量技术领域，尤其涉及一种能够同时测量压力、湿度和/或温度的多模态传感器及其制备方法。
背景技术
柔性传感器，指的是由柔性材料(衬底)制成的传感器，不仅可以高效、精准、实时地将物理、化学信号转换为电信号，还具有良好的柔韧性、延展性；结构形态多变，可与不同曲面具有良好的保形接触。柔性传感器在电子皮肤、人机交互、健康监测以及可穿戴电子等领域应用前景广阔。
柔性温度、压力、湿度传感器可以分别监测人体的体温、脉搏、心跳和汗液等生理信号，进而了解身体机能和代谢情况。同时，温度、压力和湿度传感器的集成对于构建触觉感知，实现人机交互具有重要意义。
但现有技术中测量压力、温度或湿度的传感器大多是独立封装的，当需要同时测量压力、温度和湿度时，往往需要附着多个传感器，使用不便、舒适度差，同时也导致成本过高。如果将这些传感器叠起来使用，虽然可以使附着面积减小，但各传感器信号容易发生串扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性多模态传感器及其制备方法，集成压力、温度和/或湿度测量功能，解决现有技术中使用不便、舒适度差，成本过高，以及传感器信号容易发生串扰的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种柔性多模态传感器，所述柔性多模态传感器自上而下包括：
柔性封装层，其由柔性材料制成；
第一电极层，其包括第一柔性衬底和设置在所述第一柔性衬底上表面的第一电极；
第二电极层，其包括第二柔性衬底和设置在所述第二柔性衬底上表面的第二电极，所述第一电极和所述第二电极对应地设置；以及
弹性介电层，其设置于所述第一电极层和所述第二电极层之间，所述弹性介电层包括第三柔性衬底和设置于所述第三柔性衬底上表面且具有立体结构的弹性介电构件，所述弹性介电构件可在纵向压力的作用下发生形变，从而使得所述第一电极和所述第二电极之间的电容发生变化，
其中，所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面还设置有用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路。
在一些实施例中，所述第一柔性衬底上表面设置有湿度传感电路，所述第二柔性衬底上表面设置有温度传感电路，所述湿度传感电路和所述温度传感电路具有不同的微结构。
在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极的厚度为20～200微米。
在一些实施例中，所述弹性介电构件由压敏墨水立体地印制于所述第三柔性衬底的上表面而制成，所述压敏墨水包括压敏导电填料、树脂和溶剂，所述压敏导电填料选自硅橡胶、炭黑、银粉、铜粉、锡粉、镍粉、氮化硼、氮化碳中的一种或若干种。
在一些实施例中，所述温度传感电路为由温敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面而制成，所述温敏墨水包括温敏导电填料、树脂和溶剂，所述温敏导电填料选自碳化钛、银包铜微球、银纳米线、铜纳米线、炭黑中的一种或若干种。
在一些实施例中，所述湿度传感电路由湿敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面而制成，所述湿敏墨水包括湿敏导电填料、树脂和溶剂，所述湿敏导电填料选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、二硫化钼中的一种或若干种。
在一些实施例中，所述弹性介电构件包括凸起结构，所述凸起结构可在压力的作用下发生形变，从而使得所述第一电极和所述第二电极之间的电容发生变化。
在一些实施例中，所述温度传感电路和湿度传感电路的微结构包括叉指结构、网格结构和蛇形结构。
在一些实施例中，所述第一柔性衬底、第二柔性衬底和第三柔性衬底均为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)中的一种。本发明还提供了一种柔性多模态传感器的制备方法，包含以下步骤：
用柔性材料制作柔性封装层；
在第一柔性衬底上表面设置第一电极，得到第一电极层；
在第二柔性衬底上表面设置第二电极，得到第二电极层，所述第一电极和所述第二电极对应地设置；
在第三柔性衬底上表面设置具有立体结构的弹性介电构件，得到弹性介电层，所述弹性介电构件可在纵向压力的作用下发生形变，从而使得所述第一电极和所述第二电极之间的电容发生变化；
在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路；
自上而下依序封装所述柔性封装层、所述第一电极层、所述弹性介电层和所述第二电极层，得到所述柔性多模态传感器。
在一些实施例中，在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路包括：在所述第一柔性衬底上表面设置湿度传感电路，在所述第二柔性衬底上表面设置温度传感电路，所述湿度传感电路和所述温度传感电路具有不同的微结构。
在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极的厚度为20～200微米。
在一些实施例中，在第三柔性衬底上表面设置具有立体结构的弹性介电构件包括：通过增材制造方法将压敏墨水立体地印制于所述第三柔性衬底的上表面，得到所述弹性介电构件，所述压敏墨水包括压敏导电填料、树脂和溶剂，所述压敏导电填料选自硅橡胶、炭黑、银粉、铜粉、锡粉、镍粉、氮化硼、氮化碳中的一种或若干种。
在一些实施例中，在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路包括：通过增材制造方法将温敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面，得到所述温度传感电路，所述温敏墨水包括温敏导电填料、树脂和溶剂，所述温敏导电填料选自碳化钛、银包铜微球、银纳米线、铜纳米线、炭黑中的一种或若干种。
在一些实施例中，在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路包括：通过增材制造方法将湿敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面，得到所述湿度传感电路，所述湿敏墨水包括湿敏导电填料、树脂和溶剂，所述湿敏导电填料选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、二硫化钼中的一种或若干种。
其中温度测量优选方式是利用温敏墨水制备的温度传感电路的温阻效应实现；压力测量利用压敏墨水制备的凸起结构受到压力时引起的第一电极和第二电极之间的电容变化实现；湿度测量优选方式是利用湿敏墨水制备的湿度传感电路引起的电容变化实现。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)在具备测量压力功能的三层结构的传感组件上，通过较小的额外成本且不改变其整体结构，增加测量湿度和/或温度的功能，电路集成度高，成本低。
(2)大大减少附着的传感器数量，方便使用。
(3)功能集成的传感器信号串扰率低，同时还可以通过微结构设计进一步降低信号串扰，提高测量精度。
(4)通过功能墨水和增材制造工艺，提高了传感器的生产效率。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的一种柔性多模态传感器100；
图2示出了弹性介电构件为半球形结构的弹性介电层130；
图3示出了弹性介电构件为金字塔结构的弹性介电层130；
图4示出了弹性介电构件为顶柱结构的弹性介电层130；
图5示出了一种叉指结构的传感电路和方形电极；
图6示出了一种网格结构的传感电路和方形电极；
图7示出了一种蛇形结构的传感电路和方形电极；
图8示出了另一种蛇形结构的传感电路和方形电极；
图9示出了另一种蛇形结构的传感电路和方形电极；
图10示出了根据本公开的实施例的另一种柔性多模态传感器200；
图11示出了柔性多模态传感器200的电极层的一种示例性的连线方式。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开进行详细描述。在附图中，类似的符号通常表示类似的组成部分，除非上下文另有说明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式仅仅为本公开的一部分实施例，而不是全部实施例。可以理解，可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并且可以做出其他变化，在本公开的基础之上所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本公开的保护范围之内。
本公开提出一种柔性多模态传感器，可以在具备测量压力功能的传感组件上，通过较小的额外成本且不改变其整体结构，增加测量湿度和/或温度的功能。
图1示出了本公开的实施例的一种柔性多模态传感器100，如图1所示，柔性多模态传感器100自上而下包括：柔性封装层110、第一电极层120、弹性介电层130、第二电极层140。
柔性封装层110由柔性材料制成，覆盖于第一电极层120的上方，以保护第一电极层120的电极。在一些实施例中，柔性封装层110可以由具有透气性的材料制成，包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、水凝胶或者经聚氨酯丙烯酸酯(PUA)改性处理的纤维织物材料等。例如，可以采用水凝胶改性棉织物、PUA改性棉布或者PUA改性丝绸等；优选地，可以采用PUA改性棉布。在另外一些实施例中，柔性封装层110也可以由不透气的材料组成。
第一电极层120，包括第一柔性衬底121和设置在第一柔性衬底121上表面的第一电极122；第二电极层140，包括第二柔性衬底141和设置在第二柔性衬底上表面的第二电极142。其中，上述第一电极122和第二电极142通常对应地设置，即第一电极122和第二电极142沿纵向方向部分或全部重叠，从而使得第一电极122和第二电极142组成电容器的两个极板。在一些优选的实施例中，第一电极122和第二电极142的形状、面积相同，沿纵向方向完全重叠。需要指出的是，本公开中，纵向方向指与柔性多模态传感器100的各层相垂直的方向。
弹性介电层130，设置于第一电极层120和第二电极层140之间，其包括第三柔性衬底131和设置于第三柔性衬底131上表面且具有立体结构的弹性介电构件132，该弹性介电构件132由包括压敏导电填料的材料制成，并且可在纵向压力的作用下发生形变，从而使得上述第一电极122和第二电极142之间的电容随纵向压力的变化而发生变化，从而通过测量第一电极122和第二电极142之间的电容的变化，从而实现测量压力的功能。上述纵向压力指的是压力方向与弹性介电层130垂直的压力。
另外，为了充分利用空间，上述第一柔性衬底121和第二柔性衬底141至少一个的上表面还设置有用于测量温度的温度传感电路101，或用于测量湿度的湿度传感电路102。这样，使得柔性多模态传感器100能在实现压力测量功能的同时，在不改变传感器100的整体结构的情况下，仅增加较小的成本，实现同时测量压力、温度和/或湿度，即实现多模态测量的功能。
第一柔性衬底121和第二柔性衬底141设置的传感电路类型可以相同，也可以不相同；也可以仅有一个柔性衬底设置传感电路，另一个柔性衬底上不设置传感电路，本领域技术人员可以根据需要而灵活配置相应的传感电路类型。例如，图1所示的实施例中，在第一柔性衬底121的上表面设置了用于测量湿度的湿度传感电路102，在第二柔性衬底141的上表面设置了用于测量温度的温度传感电路101。在另外一些实施例中，也可以在第一柔性衬底121和第二柔性衬底141的上表面均设置温度传感电路，或者均设置湿度传感电路。
第一柔性衬底121、第二柔性衬底141和第三柔性衬底131可以采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)中的一种。
在一些实施例中，第一电极122或第二电极142包括单个电极板103；而在另一些实施例中，第一电极122或第二电极142可以包括多个电极板103，同一电极中的多个电极板103可以通过串联或并联方式连接在一起，也可以互不相连。图1所示是同一电极中包括的4个电极板103互不相连的情形，当同一电极中包括的多个电极板103连接在一起的时候只输出一路压力数据，如果同一电极中的多个电极板103互不相连，则每个电极板可以单独输出一路压力数据，通过对多路压力数据进行合并，例如平均，得到相应的压力数值。电极板103形状可以为各种形状，例如矩形、半圆形、圆形、椭圆形、三角形或其他多边形。通常第一电极122和第二电极142对应的电极板103采用同样的形状，但在某些实施例中也可以采用不同的形状。电极板103的厚度优选为20～200微米；某些实施例中电极板103的形状优选为正方形，边长为1～5毫米。
在一些实施例中，弹性介电构件132具有凸起结构，凸起结构可以具有各种形状，例如半球形结构133(参见图2)、金字塔结构134(参见图3)、针尖结构(图中未示出)、顶柱结构135(参见图4)中的一种或多种，上述凸起结构可以均匀或非均匀地排布在所述第三柔性衬底131上。所述半球形结构133，为中空或实心结构的半球形，半球形结构133的高度为500～1000微米，直径以及间隔距离为20～50微米；所述金字塔结构134，为中空或实心结构的金字塔形，金字塔结构134的高度为500～1000微米，底面边长以及间隔距离为20～50微米；所述针尖结构，为中空或实心结构的针尖形，针尖结构的高度为500～1000微米，间隔距离为20～50微米；所述顶柱结构135为中空或实心结构的子弹头形、或者火车头形等，其高度为500～1000微米，底面直径以及间隔距离为20～50微米，不同形状的顶柱结构的共同特征在于有个较尖的圆弧状顶端，受到纵向压力时反应较为灵敏，电容变化较大，随着压力增大，第一电极层与凸起结构的接触面积逐渐增加，电容逐渐变化，这种结构设计对于较小的压力也能有很好的测量效果，是多种凸起结构中较优的实施方式。
如上文所述，在第一电极层120的第一柔性衬底121上表面设置温度传感电路101或湿度传感电路102。本公开的发明人发现，通过使用具有一定微结构的温度传感电路101或湿度传感电路102，可以减少外部信号对测量信号的干扰，提高温度或湿度测量的精度。图5-9示出了一些微结构的示意图，例如叉指结构104(参见图5)、网格结构105(参见图6)、蛇形结构106(参见图7、图8和图9)。叉指结构104包括两部分，每个部分具有周期性的指状或梳状结构，两个部分的指状或梳状“叉指”交错排列，这两部分可以不连通(如图5所示)，也可以连通(图中未示出)。叉指宽度、相邻叉指间隙宽度以及电极厚度的范围可以为20～200微米之间。网格结构105为平行四边形或矩形边框堆积所形成的网格，边长为1～5毫米，边框宽度与厚度范围可以为20～200微米之间。蛇形结构106具有S形电路，电路宽度、相邻电路间隙宽度以及电路厚度范围可以为20～200微米之间。
同一电极层上的电极可以与传感电路相互独立，电极产生的电压信号，以及传感电路产生的温度或湿度信号，通过各自的引线引出，分别进行测量。在一些实施例中，为了减少引线，也可以将电极和传感电路连接起来，通过同一引线引出，此时，测量结果中将包含压力和温度或湿度的混合信号，将混合信号中包含的电压信号和温度或湿度信号分离出来，可以得到压力、温度或湿度测量结果。例如，图5、图6和图8为传感电路和电极相互独立的微结构，图7和图9为传感电路和电极连接在一起的微结构。
在一些实施例中，可以将压敏导电填料与树脂混合，加热成型得到弹性介电构件132，并粘结到第三柔性衬底131的上表面以得到弹性介电层130。
在一些实施例中，可以通过压敏墨水，使用增材工艺，将弹性介电构件132立体地印制在第三柔性衬底131的上表面。其中，压敏墨水可由包括压敏导电填料、树脂和溶剂配置而成。压敏导电填料选自硅橡胶、炭黑、银粉、铜粉、锡粉、镍粉、氮化硼、氮化碳(C3N4)中的一种或若干种混合；树脂选自环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、酚醛树脂中的一种或若干种，优选地，选用环氧树脂和酚醛树脂；溶剂选自乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙三醇、丁醇、松油醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇甲乙醚、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一种或若干种，优选地，采用包含乙二醇、二乙二醇、丙三醇、二乙二醇甲乙醚的溶剂。
在一些实施例中，温度传感电路101由温敏墨水印制于第二柔性衬底141的上表面而制成。温敏墨水包括温敏导电填料、树脂和溶剂，其中温敏导电填料选自碳化钛(TiC)、银包铜微球、银纳米线、铜纳米线、炭黑中的一种或若干种，温敏墨水的树脂和溶剂可选用的材料与压敏墨水可选用的树脂和溶剂的材料范围相同，故不再赘述。温度传感电路101通过温敏墨水的温阻效应能够获得较好的温度测量效果，因此温度传感电路101优选蛇形结构106(参见图7-9)。为了获得更好的温敏墨水感应效果，其柔性衬底优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。同时，PET还具有良好的生物相容性，当传感器需要贴和皮肤时，靠近皮肤一侧优选PET材质的柔性衬底。
在一些实施例中，湿度传感电路102由湿敏墨水印制于第一柔性衬底121的上表面而制成，湿敏墨水包括湿敏导电填料、树脂和溶剂，其中湿敏导电填料选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、二硫化钼中的一种或若干种，湿敏墨水的树脂和溶剂可选用的材料与压敏墨水可选用的树脂和溶剂的材料范围相同，故不再赘述。湿度传感电路102通过湿敏墨水的电容变化效应能够获得较好的湿度测量效果，因此湿度传感电路102优选叉指结构104(参见图5)。PI制成的柔性衬底可以更好地发挥湿敏墨水的特性，获得更好的湿度传感效果。
在一些实施例中，第一电极层120和第二电极层140的传感电路采用不同的微结构以减少第一电极层120和第二电极层140之间的信号串扰，例如第一电极层120的传感电路102采用叉指结构，第二电极层140的传感电路142采用蛇形结构。
图10示出了本公开的实施例的一种柔性多模态传感器200。与传感器100类似，传感器200自上而下包括柔性封装层210、第一电极层220、弹性介电层230和第二电极层240。与传感器100不同的是，传感器200的第一电极和/或第二电极包括多个温度传感电路201或多个湿度传感电路202。示例性地，图10中的第一电极层220包括4个湿度传感电路202和16个电极板203，第二电极层240包括4个温度传感电路201和16个电极板203。图11示出了柔性多模态传感器200的电极层的一种示例性的连线方式，如图11所示，同一电极层的电极板203或传感电路201/202通过引线连接至测量端口250，图11为了观察方便起见省略了柔性衬底。
本公开还提出一种柔性多模态传感器制备方法，包含以下步骤：
在步骤S301中，用柔性材料制作柔性封装层。
在步骤S303中，在第一柔性衬底上表面设置第一电极，得到第一电极层。
在步骤S305中，在第二柔性衬底上表面设置第二电极，得到第二电极层，第一电极和第二电极对应地设置。
在步骤S307中，在第三柔性衬底上表面设置具有立体结构的弹性介电构件，得到弹性介电层，弹性介电构件可在纵向压力的作用下发生形变，从而使得所述第一电极层和所述第二电极层之间的电容发生变化。在一些实施例中，通过增材制造方法将压敏墨水立体地印制于第三柔性衬底的上表面，得到弹性介电构件。
在步骤S309中，在第一柔性衬底和第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路。其中，温度传感电路可通过增材制造方法将温敏墨水印制于第一柔性衬底或第二柔性衬底的上表面得到；湿度传感电路可通过增材制造方法将湿敏墨水印制于第一柔性衬底或第二柔性衬底的上表面得到。
在步骤S311中，自上而下依序封装柔性封装层、第一电极层、弹性介电层和第二电极层，得到柔性多模态传感器。
压敏墨水、温敏墨水、湿敏墨水的配置方式参见上文，此处不再赘述。
上述增材制造方法包括印刷和固化二个步骤：印刷步骤为喷墨打印、丝网印刷、点胶工艺中一种或多种组合；固化步骤包括烘干方法，烘干温度范围可以为200～260摄氏度、烘干时间范围可以为25分钟～3小时。增材制造方法通过将墨水逐层叠印方式印制弹性介电构件和温度传感器、湿度传感电路，提高了生产效率，同时，墨水中的材料混合均匀，也使得测量精度更高。

Claims (15)

1.一种柔性多模态传感器，其特征在于，所述柔性多模态传感器自上而下包括：
柔性封装层，其由柔性材料制成；
第一电极层，其包括第一柔性衬底和设置在所述第一柔性衬底上表面的第一电极；
第二电极层，其包括第二柔性衬底和设置在所述第二柔性衬底上表面的第二电极，所述第一电极和所述第二电极对应地设置；以及
弹性介电层，其设置于所述第一电极层和所述第二电极层之间，所述弹性介电层包括第三柔性衬底和设置于所述第三柔性衬底上表面且具有立体结构的弹性介电构件，所述弹性介电构件可在纵向压力的作用下发生形变，从而使得所述第一电极和所述第二电极之间的电容发生变化，其中，所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面还设置有用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路。
2.根据权利要求1所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述第一柔性衬底上表面设置有湿度传感电路，所述第二柔性衬底上表面设置有温度传感电路，所述湿度传感电路和所述温度传感电路具有不同的微结构。
3.根据权利要求1所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的厚度为20～200微米。
4.根据权利要求1所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述弹性介电构件由压敏墨水立体地印制于所述第三柔性衬底的上表面而制成，所述压敏墨水包括压敏导电填料、树脂和溶剂，所述压敏导电填料选自硅橡胶、炭黑、银粉、铜粉、锡粉、镍粉、氮化硼、氮化碳中的一种或若干种。
5.根据权利要求1所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述温度传感电路由温敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面而制成，所述温敏墨水包括温敏导电填料、树脂和溶剂，所述温敏导电填料选自碳化钛、银包铜微球、银纳米线、铜纳米线、炭黑中的一种或若干种。
6.根据权利要求1所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述湿度传感电路由湿敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面而制成，所述湿敏墨水包括湿敏导电填料、树脂和溶剂，所述湿敏导电填料选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、二硫化钼中的一种或若干种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述弹性介电构件包括凸起结构，所述凸起结构可在压力的作用下发生形变，从而使得所述第一电极和所述第二电极之间的电容发生变化。
8.根据权利要求2中所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述温度传感电路和湿度传感电路的微结构包括叉指结构、网格结构和蛇形结构。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的柔性多模态传感器，其特征在于，所述第一柔性衬底、第二柔性衬底和第三柔性衬底均为聚二甲基硅氧烷、全氟乙烯丙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氨酯丙烯酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜中的一种。
10.一种柔性多模态传感器的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
用柔性材料制作柔性封装层；
在第一柔性衬底上表面设置第一电极，得到第一电极层；
在第二柔性衬底上表面设置第二电极，得到第二电极层，所述第一电极和所述第二电极对应地设置；
在第三柔性衬底上表面设置具有立体结构的弹性介电构件，得到弹性介电层，所述弹性介电构件可在纵向压力的作用下发生形变，从而使得所述第一电极和所述第二电极之间的电容发生变化；
在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路；
自上而下依序封装所述柔性封装层、所述第一电极层、所述弹性介电层和所述第二电极层，得到所述柔性多模态传感器。
11.根据权利要求10所述的柔性多模态传感器制备方法，其特征在于，在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路包括：
在所述第一柔性衬底上表面设置湿度传感电路，在所述第二柔性衬底上表面设置温度传感电路，所述湿度传感电路和所述温度传感电路具有不同的微结构。
12.根据权利要求10所述的柔性多模态传感器制备方法，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的厚度为20～200微米。
13.根据权利要求10所述的柔性多模态传感器制备方法，其特征在于，在第三柔性衬底上表面设置具有立体结构的弹性介电构件包括：
通过增材制造方法将压敏墨水立体地印制于所述第三柔性衬底的上表面，得到所述弹性介电构件，所述压敏墨水包括压敏导电填料、树脂和溶剂，所述压敏导电填料选自硅橡胶、炭黑、银粉、铜粉、锡粉、镍粉、氮化硼、氮化碳中的一种或若干种。
14.根据权利要求10所述的柔性多模态传感器制备方法，其特征在于，在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路包括：
通过增材制造方法将温敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面，得到所述温度传感电路，所述温敏墨水包括温敏导电填料、树脂和溶剂，所述温敏导电填料选自碳化钛、银包铜微球、银纳米线、铜纳米线、炭黑中的一种或若干种。
15.根据权利要求10所述的柔性多模态传感器制备方法，其特征在于，在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底至少一个的上表面设置用于测量温度的温度传感电路，或用于测量湿度的湿度传感电路包括：
通过增材制造方法将湿敏墨水印制于所述第一柔性衬底或所述第二柔性衬底的上表面，得到所述湿度传感电路，所述湿敏墨水包括湿敏导电填料、树脂和溶剂，所述湿敏导电填料选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、二硫化钼中的一种或若干种。
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