TWI646043B - 一種奈米碳管叢應變感測器及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種高靈敏度可撓性奈米碳管叢應變感測器，包括第一電極，第二電極，同方向性排列之奈米碳管叢，以及可撓性支撐體基材。且本發明提供了奈米碳管叢應變感測器的形成方法，可利用化學氣相沉積法，直接在該可撓性支撐體基材上成長同方向性排列之奈米碳管叢。

Description

一種奈米碳管叢應變感測器及其形成方法

本發明係有關於一種奈米碳管叢應變感測器及其形成方法，特別是一種高靈敏度可撓性奈米碳管叢應變感測器及其形成方法。

現今一般所常見的傳統「應變感測器(strain sensor)」係利用金屬薄膜(或薄片)所製成，但其「應變規因子」則只有達到1至5(應變規因子越大，意謂感測靈敏度越高)之間，而亦有利用半導體製程技術所製成之應變感測器，已提高了其靈敏度，其「應變規因子」約達到15至200之間，但該半導體製程技術製程除了需要使用昂貴的製程機器造成成本高昂之外，甚且，「應變感測器」皆以矽為基材，導致其成品的材質硬脆，製造成本高昂，有限的加工技術，大大地限制了「應變感測器」的技術發展。

而奈米碳管係屬近年熱門之感測材料，其利用半導體製程技術製造成應變感測器，該應變規因子可高達1000以上，但若使用矽基材，則會限制應變感測器的發展。此外，也有許多研究製造奈米碳管感測器，但皆利用後處理方式製造，使得製造方式相當繁雜，且製造的重現性也會受到影響。

此外，「可撓」的特性亦是近年來「應變感測器」的發展訴求，因 「可撓性」之「應變感測器」具有容易加工，容易整合，彈性設計與簡單製造等特點，可減少元件製造的複雜度，並可降低「應變感測器」的製造成本。然而，由於「可撓性」基材所能承受的製程溫度並不高，因此，大部分的撓性「應變感測器」皆利用後處理方式所製成，也就是將感測元件與感測材料分開製造，但該製作方式則會提高其製造成本，且會受環境與製程技術的影響，以致於無法提高製造技術的重現性。

故而為了可以降低「應變感測器」的製造成本，且能不受環境與製程技術的影響，進而提高製造技術的重現性，需要研發新式且具有「可撓性」的「應變感測器」，藉以提高「應變感測器」的感測效能，且能降低「應變感測器」的整體製造成本。

本發明係一種高靈敏度可撓性奈米碳管叢應變感測器(carbon nanotube forest strain sensor)，包括一第一電極，一第二電極，一同方向性排列之奈米碳管叢，以及一可撓性支撐體基材。該第一電極與該第二電極設置在同方向性排列之奈米碳管叢的上方，且該第一電極與該第二電極間具有一定之適當距離。

本發明奈米碳管叢應變感測器之同方向性排列奈米碳管叢，可直接(或間接)的成長(或置放)於該可撓性支撐體基材上。

本發明奈米碳管叢應變感測器之該可撓性支撐體基材，包括可耐溫度達600℃之軟質材料，以及不耐溫度達600℃之軟質材料。

當於本發明奈米碳管叢撓性應變感測器的奈米碳管叢兩側，通以 均勻電壓時，該奈米碳管叢撓性應變感測器可在微小外力形變時，產生高電阻變化率。

本發明提供了一個簡單的奈米碳管叢撓性應變感測器的製造方法，可利用化學氣相沉積法，直接在該可撓性支撐體基材上成長同方向性排列之奈米碳管叢。

本發明係為一種高靈敏度可撓性應變感測器及其製造方法，可利用同方向性排列奈米碳管叢，以製造高靈敏度之可撓性應變感測器，使其能在進行微小應變與電壓輸入的狀態下，即產生高電阻變化率，應用於各類的待感測物上

本發明一種高靈敏度可撓性奈米碳管叢應變感測器的感測方法，包括下列之步驟：提供一待感測物體，該物體可為一個點，一條線或一個面，接著，將本發明之高靈敏度可撓性應變感測器置放於待感測物體上，在可撓性奈米碳管叢應變感測器之兩電極通以微小電壓，而當待感測物體受到一微小應變時，該可撓性支撐體基材會產生形變，進而使該可撓性支撐體基材上方之奈米碳管叢產生高電阻變化率，達到感測該待感測物體之應變的目的。

與先前技術之比較，本發明一種具有高靈敏度與可撓性之奈米碳管叢應變感測器及其製造方法，其具有下列之優點：

其一、本發明可利用化學氣相沉積法進行製造，可合成同方向性排列奈米碳管叢，故而可進行製造任何的大面積與小面積，且可產生均勻感測靈敏度，故而適合應用於各種待測物體上。

其二、當本發明之奈米碳管叢受微小應變時，其中單一的奈米碳 管側璧間之接觸面積，會產生接觸電阻變化，而數以千萬根之奈米碳管則會相對應，產生高電阻變化率，故而其感測靈敏度較高。

其三、本發明之同方向性排列奈米碳管叢可直接在該可撓性支撐體基材上成長(或間接)轉印於撓性基材，故而其感測器結構簡易，適用於各種撓性基材與各種待感測物體上，得以減少基材之限制，可大幅提升其應用性與價值。

其四、於本發明之同方向性排列奈米碳管叢中，因奈米碳管中具有鐵顆粒(或是鐵奈米線)，導致電子傳遞時所受到之阻礙增加，使其電阻變化率大，進而提升了電阻，更進而提高了感測靈敏度。

其五、本發明之同方向性排列奈米碳管叢的合成方式簡易，只需利用二茂鐵(或鐵薄膜)作為催化劑，通以乙炔、乙烯以及氫氣之製程氣體，即可成長，可節省製作時間與成本。

其六、本發明於可撓性支撐體基材上成長奈米碳管叢應變感測器，因其製程溫度高於600℃，因此適用於高溫環境中之應變感測，可大幅提升於各種環境感測之運用性。

本發明的另一優勢，係具有高應變規因子，高感測靈敏度以及高感測效率等優點。

10‧‧‧奈米碳管叢應變感測器

11‧‧‧支撐體基材

12‧‧‧第一電極

13‧‧‧第二電極

14‧‧‧奈米碳管叢

15‧‧‧保護封裝層

16‧‧‧預力

20‧‧‧奈米碳管叢應變感測器

21‧‧‧支撐體基材

22‧‧‧第一電極

23‧‧‧第二電極

24‧‧‧奈米碳管叢

第1圖係本發明「奈米碳管叢應變感測器」立體側視圖。

第2圖係本發明「奈米碳管叢應變感測器」剖面側視圖。

第3圖係本發明具有封裝層之「奈米碳管叢應變感測器」立體側視 圖。

第4圖係本發明提供一種高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器」之製備方法。

第5圖係本發明之一種具有封裝層之高靈敏度與可撓性的「奈米碳管叢應變感測器」的製備方法。

第6圖係本發明之「奈米碳管叢」成長於撓性「支撐體基材」上的電子顯微鏡圖。

第7圖係係係本發明之「奈米碳管」的電子顯微鏡圖。

第8圖係本發明之應變/電阻變化率圖。

為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。然而，對於本發明的較佳實施例，則會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，且以之後的專利範圍為準。

以下將結合附圖詳細說明本發明方案之實施，包括了「奈米碳管叢應變感測器」之製造方法，以及其感測受應變物體之方法。

本發明係一種具有高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器10」，請參閱第1圖之本發明「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖。該「奈米碳管叢應變感測器10」包括了「第一電極12」，「第二電極13」，同方向性排列之「奈米碳管叢14」以及「支撐體基材11」。該「第一電極12」以及「第二電極13」則設置於同方向性排列之「奈米碳管叢14」的上方，且於「第一 電極12」以及「第二電極13」兩電極間，間隔特定之距離，而該同方向性排列之「奈米碳管叢14」亦可直接(或間接)的形成(設置或轉印)至「支撐體基材11」上，即該同方向性排列之「奈米碳管叢14」形成設置於「支撐體基材11」上。

請參閱第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，進一步說明，所述該同方向性排列之「奈米碳管叢14」，其中每根填鐵(或未填鐵)之奈米碳管都具有同向性，均勻且規則於可耐熱溫度至600℃之「支撐體基材11」上進行垂直成長。該同方向性排列之「奈米碳管叢14」的高度可應實際需求，而成長不同高度的同方向性排列之「奈米碳管叢14」。而該每根填鐵(或未填鐵)之奈米碳管的管徑大小係為5奈米(nm)至20奈米之間，該奈米碳管中之鐵可為鐵顆粒，或是鐵奈米線，或是其他金屬顆粒。所述該同方向性排列之「奈米碳管叢14」的每根奈米碳管以同方向性排列。

仍請參閱第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，當電極施加電壓，即輸入微小穩定電壓時，且具有可撓性之「奈米碳管叢應變感測器10」受到一微小外力，導致產生應變時，該「支撐體基材11」上之「奈米碳管叢14」會因應變，導致該奈米碳管間的側璧接觸面積產生變化，使得電阻變化率變大，故而本發明「奈米碳管叢應變感測器10」能在微小應變下產生高電阻變化率，能夠有優異之應變感測靈敏度。

再請參閱第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，此外，前述「第一電極12」與「第二電極13」之 導電電極材料並無限制，可選擇金、銀、銅、鋁等導電金屬類的材料、氧化銦錫(ITO)、奈米碳管等導電材料。本發明「第一電極12」與「第二電極13」之黏著材料係以「金屬銀膠」作為導電黏著劑，亦可使用外加金屬片，鍍膜或是電鍍等方法進行製造，且所製成的形狀不限。而所述之「第一電極12」與「第二電極13」導電電極的材料種類不限，而於本發明實施例中，選擇以「銀膠」較佳。

再請參閱第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，所述之「第一電極12」與「第二電極13」設置於同方向性排列之「奈米碳管叢14」的上方。但該「第一電極12」與「第二電極13」兩導電電極間，需間隔適當之距離，避免施加電流時產生短路現象。而該「第一電極12」與「第二電極13」可與「奈米碳管叢14」的上方接觸，但不與「支撐體基材11」接觸。

第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，所述之「支撐體基材11」的材料可為「耐熱溫度至600℃之軟質材料」，或是「不耐熱溫度至600℃之軟質材料」，其中該「耐熱溫度至600℃之軟質材料」，包括「鋁箔紙」，「銅箔片」，以及「不銹鋼箔片」等，可讓同方向性排列「奈米碳管叢14」直接成長於其上。而該「不耐熱溫度至600℃之軟質材料」，則需另外塗抹一層黏著劑，該黏著劑具有可導電性質或是不導電性質亦可，用以將已成長之同方向性排列「奈米碳管叢14」轉印於軟質材料上。此外，已成長之同方向性排列「奈米碳管叢14」亦可以直接轉印於具有黏性之膠帶上。本發明所使用之「支撐體基材11」為一具有可撓性之「鋁箔紙」，可直接在該具有可撓性之「鋁箔紙」上成長同方向性排列「奈 米碳管叢14」。

請參閱第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，該「支撐體基材11」為不耐熱(如溫度熱至600℃以上)且具有黏性之「膠帶」，可直接將具黏性之「膠帶」貼至於在「支撐體基材11」上之同方向性排列奈米碳管叢14上，再藉由「膠帶」之黏著力，直接將同方向性排列「奈米碳管叢14」轉印至「膠帶」上，並將兩導電電極設置與固定於已轉印至「膠帶」上之同方向性排列「奈米碳管叢14」上方，藉以製成本發明該具有高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器10」。

仍請參閱第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，其中「奈米碳管叢應變感測器10」可暴露在大氣環境或是密封至惰性氣體中，而本發明實施例可在大氣環境中。將該具有高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器10」通以0.1伏特電源電壓時，當透過自組裝之懸臂樑應變裝置進行檢測時，該具有高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器10」的應變規因子可達到260至300。

亦請參閱第2圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器20」剖面側視圖。該「奈米碳管叢應變感測器20」包括了「第一電極22」，「第二電極23」，同方向性排列之「奈米碳管叢24」以及「支撐體基材21」。該「第一電極22」以及「第二電極23」則設置於同方向性排列之「奈米碳管叢24」的上方，且於「第一電極22」以及「第二電極23」兩電極間，間隔特定之距離，而該同方向性排列之「奈米碳管叢24」亦可直接(或間接)的形成(設置或轉印)至「支撐體基材21」上，即該同方向性排列之「奈米碳管叢24」形成設置於「支撐體基材21」上。

再請參閱前述第1圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，以及第2圖之本發明具有高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器20」剖面側視圖，於本發明實施例之同方向性排列填鐵「奈米碳管叢14」或是「奈米碳管叢24」的面積係為0.8平方公分至0.2平方公分，可將同方向性排列填鐵「奈米碳管叢14」上之電極通以電源電壓後，即可得具有高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器10」。

請參閱第3圖本發明具有封裝層之高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，本發明較佳實施例係於「鋁箔紙」上成長「奈米碳管叢14」，且本發明可轉印至各種「支撐體基材11」上，因此轉印之「支撐體基材11」形狀可包括曲面，高低起伏不平之結構面等各種型式之「支撐體基材11」，皆都可在本發明的保護範圍內。若撓性「支撐體基材11」為不耐熱(如溫度熱至600℃以上)之材料，則需進行轉印之步驟。其中該不耐熱(如溫度熱至600℃以上)之材料可分為具有黏性與不具黏性之材料，若為該不具黏性之材料，需先在該不具黏性材料之基材上塗抹一層黏著劑，該黏著劑可為導電或不導電，再將已成長在基材上之同方向性排列「奈米碳管叢14」翻蓋至黏著劑上，待黏著劑固化後，即可簡易取走「支撐體基材11」，最後再將導電材料固定在已轉印之同方向性排列「奈米碳管叢14」上，並相隔適當之距離且覆蓋一層「保護封裝層15」，以該「保護封裝層15」覆蓋該「第一電極12」，該「第二電極13」，以及「奈米碳管叢14」，以形成本發明具有「保護封裝層15」之高靈敏度可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」。

還請參閱第3圖之本發明具有封裝層之高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，本發明可外加一「預力16」，使得「奈 米碳管叢14」的碳管叢受了預力16之後，產生下壓彎曲，增加了該碳管叢之間的接觸點數，提升了微小形變時之電阻變化率，其中該「第一電極12」與該「第二電極13」會與「奈米碳管叢14」上方接觸，而該「奈米碳管叢14」則不會與「支撐體基材11」接觸(由於「奈米碳管叢14」會跟「支撐體基材11」接觸，但「支撐體基材11」則不會與該「第一電極12」以及該「第二電極13」接觸)。

仍請參閱第3圖之本發明具有封裝層之高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」立體側視圖，本發明之「奈米碳管叢14」可直接(或間接)設置於可撓性「支撐體基材11」上，若該可撓性「支撐體基材11」可耐溫度達600℃以上，可直接將該「第一電極12」與該「第二電極13」設置於同方向性排列「奈米碳管叢14」上方，藉以完成該具有高靈敏度可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」。

本發明一種具有封裝層之高靈敏度與可撓性「奈米碳管叢應變感測器10」的感測方法，包括下列之步驟：提供一待感測物體，該待感測物體可為一個點，一條線或一個面，接著，將該「奈米碳管叢應變感測器10」置放於待感測物體上，在該「奈米碳管叢應變感測器10」之兩電極通以微小電壓，而當待感測物體受到一微小「應變」時，該可撓性「支撐體基材11」會產生形變，進而使該可撓性「支撐體基材11」上方之「奈米碳管叢14」產生高「電阻變化率」，而達到感測該待感測物體之應變/電阻變化率的目的。

請參閱第4圖，本發明提供一種高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器」的形成方法，其具體之步驟如以下所示：首先如第4圖步驟401所示，可利用化學氣相沉積法，將可耐溫度 達600℃之撓性金屬基材(即支撐體基材11)置放於可進行化學氣相沉積法之高溫爐管，該撓性金屬基材係為任何可耐溫度達600℃之撓性金屬基材，本發明之較佳撓性金屬基材為「鋁箔紙」，換言之，即將「鋁箔紙」置放於高溫爐管之「奈米碳管叢14」成長區段。此時，二茂鐵則先置放於催化劑昇華區段之外側。

接著如第4圖步驟402所示，通入攜帶氣體氬氣，在氬氣之環境下，進行升溫該高溫爐管之首段催化劑成長區段，中段緩衝區段，以及末段成長區段。而此時二茂鐵仍在催化劑昇華區段外側未加熱。

繼續如第4圖步驟403所示，將催化劑二茂鐵推入至已升溫之250℃之首段催化劑成長區段，而該首段催化劑成長區段升溫至650℃，升溫時間為20分鐘，成長時間為10分鐘，使二茂鐵昇華且亦通入製程氣體。

跟著如第4圖步驟404所示，關閉攜帶(製程)氣體留下氬氣並冷卻降溫至室溫後，取出該撓性金屬基材上成長同方向性排列的「奈米碳管叢14」，該同方向性排列填鐵「奈米碳管叢14」之高度從數微米至數百微米。

最後如第4圖步驟405所示，提供「第一電極12」與「第二電極13」，置放固定於已成長同方向性排列的「奈米碳管叢14」上方，並與同方向性排列的「奈米碳管叢14」接觸。

於第5圖本發明提供一種具有封裝層之高靈敏度與可撓性的「奈米碳管叢應變感測器」之形成方法中，其中之製程氣體為碳源氣體與「氫氣」，其中該碳源氣體可為「乙炔」或「乙烯」等之含碳氣體，但使用於本發明之較佳碳源氣體為「乙炔」，而「氫氣」則作為減少奈米碳管缺陷之氣體，「氬氣」則為惰性氣體，主要做為攜帶昇華之二茂鐵氣體分子所使用。

請參閱第5圖，本發明提供一種具有高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器」之製備方法，其具體之步驟如以下所示：首先如第5圖步驟501所示，可利用化學氣相沉積法，將可耐溫度達600℃之撓性金屬基材(即支撐體基材11)置放於可進行化學氣相沉積法之高溫爐管，該撓性金屬基材係為任何可耐溫度達600℃之撓性金屬基材，本發明之較佳撓性金屬基材為「鋁箔紙」，換言之，即將「鋁箔紙」置放於高溫爐管之「奈米碳管叢14」成長區段。此時，二茂鐵則先置放於催化劑昇華區段之外側。

接著如第5圖步驟502所示，通入攜帶氣體氬氣，在氬氣之環境下，進行升溫該高溫爐管之首段催化劑成長區段，中段緩衝區段，以及末段成長區段。而此時二茂鐵仍在催化劑昇華區段外側未加熱。

繼續如第5圖步驟503所示，將催化劑二茂鐵推入至已升溫之250℃之首段催化劑成長區段，而該首段催化劑成長區段升溫至650℃，升溫時間為20分鐘，成長時間為10分鐘，使二茂鐵昇華且亦通入製程氣體。

跟著如第5圖步驟504所示，關閉攜帶(製程)氣體留下氬氣並冷卻降溫至室溫後，取出該撓性金屬基材上成長同方向性排列的「奈米碳管叢14」，該同方向性排列填鐵「奈米碳管叢14」之高度從數微米至數百微米。

又如第5圖步驟505所示，提供「第一電極12」與「第二電極13」，置放固定於已成長同方向性排列的「奈米碳管叢14」上方，並與同方向性排列的「奈米碳管叢14」接觸。

又如第5圖步驟506所示，於已有該「第一電極12」與該「第二電極13」電極的上方，提供「保護封裝層15」，該「保護封裝層15」係「膠帶 15」，即使用一具有黏性之「膠帶15」以封住且固定已裝置有該「第一電極12」與該「第二電極13」之同方向性排列的「奈米碳管叢14」。而該「保護封裝層15」覆蓋封住且固定該「第一電極12」，該「第二電極13」，該「奈米碳管叢14」，以及該可撓性「支撐體基材11」的底部背面，亦即，以「保護封裝層15」覆蓋封住且固定該「奈米碳管叢應變感測器10」的上方以及底部背面，產生保護的效果。

於第5圖本發明方案提供一種具有高靈敏度與可撓性之「奈米碳管叢應變感測器」之製備方法中，其中之製程氣體為碳源氣體與「氫氣」，其中該碳源氣體可為「乙炔」或「乙烯」等之含碳氣體，但使用於本發明之較佳碳源氣體為「乙炔」，而「氫氣」則作為減少奈米碳管缺陷之氣體，「氬氣」則為惰性氣體，主要做為攜帶昇華之二茂鐵氣體分子所使用。

第6圖係本發明之「奈米碳管叢14」成長於撓性「支撐體基材11」上的電子顯微鏡(SEM)圖，即「奈米碳管叢(carbon nanotube)14」成長於撓性「「鋁箔紙(Al foil)」上的電子顯微鏡圖。

第7圖係本發明之「奈米碳管」的電子顯微鏡圖，由圖中可以得知單一「奈米碳管」的尺寸比例，單一「奈米碳管」的尺寸並不大於50奈米。

第8圖係本發明之應變/電阻變化率圖，即當本發明受到一微小外力，導致產生應變時，猶如第8圖式橫軸之「應變(strain(%))」，而該「支撐體基材11」上之「奈米碳管叢14」會因應變，導致該奈米碳管間的側璧接觸面積產生變化，使得如第8圖式縱軸之「電阻變化率(△R/R(%)))」變大，呈現正比率的關係，故而本發明「奈米碳管叢應變感測器10」能在微小應變下產生高電阻變化率，能夠有優異之應變感測靈敏度。

相較其他的感測器，本發明具有廣泛性之優點，如本發明具有高穩定性及高效率等優點，且本發明可以簡化感測器的製程步驟，更得以大幅地降低製造成本。又本發明的另一優勢，係具有高應變規因子，高感測靈敏度以及高感測效率等優點。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

Claims (8)

1. 一種奈米碳管叢應變感測器，至少包含：一支撐體基材，其中該撐體基材之材料係由鋁箔紙、銅箔片，以及不銹鋼箔片群組中所選出；一第一電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；一第二電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；以及同方向性排列之奈米碳管叢，其中該同方向性排列之該奈米碳管叢垂直成長形成於該支撐體基材上；其中該第一電極以及該第二電極設置於該同方向性排列之該奈米碳管叢的上方，且於該第一電極以及該第二電極兩電極間，間隔特定之距離。
2. 一種具有保護封裝層之奈米碳管叢應變感測器，至少包含：一支撐體基材，其中該撐體基材之材料係由鋁箔紙、銅箔片，以及不銹鋼箔片群組中所選出；一第一電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；一第二電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；同方向性排列之奈米碳管叢，其中該同方向性排列之該奈米碳管 叢垂直成長形成於該支撐體基材上；以及一保護封裝層，其中該保護封裝層係具有黏性之一膠帶，其中該第一電極以及該第二電極設置於該同方向性排列之該奈米碳管叢的上方，且於該第一電極以及該第二電極兩電極間，間隔特定之距離，該保護封裝層覆蓋封住且固定該第一電極，該第二電極，該奈米碳管叢，以及該支撐體基材的底部背面。
3. 一種奈米碳管叢應變感測器之形成方法，至少包含：置放一支撐體基材於一高溫爐管，置放二茂鐵於一催化劑昇華區段之外側；通入攜帶氣體，在該攜帶氣體環境下，進行升溫該高溫爐管之首段催化劑成長區段，中段緩衝區段，以及末段成長區段，其中該攜帶氣體包含乙炔，氫氣與氬氣；推入催化劑二茂鐵至已升溫至250℃之該首段催化劑升華區，該末段成長區段升溫至650℃，升溫時間為20分鐘，成長時間為10分鐘，使該二茂鐵昇華且亦通入製程氣體；關閉該攜帶氣體以留下該氬氣並冷卻降溫至室溫後，取出該奈米碳管叢，其中該奈米碳管都具有同向性，均勻且規則於該支撐體基材上進行垂直成長；以及提供第一電極與第二電極，置放固定於已成長同方向性排列的奈米碳管叢上方，並與該同方向性排列的該奈米碳管叢接觸，其中該第一電極與該第二電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出。
4. 一種具有保護封裝層之奈米碳管叢應變感測器的形成方法，至少包含：置放一支撐體基材於一高溫爐管，置放二茂鐵於一催化劑昇華區段之外側；通入攜帶氣體，在該攜帶氣體環境下，進行升溫該高溫爐管之首段催化劑成長區段，中段緩衝區段，以及末段成長區段，其中該攜帶氣體包含乙炔，氫氣與氬氣；推入催化劑二茂鐵至已升溫至250℃之該首段催化劑升華區，該末段成長區段升溫至650℃，升溫時間為20分鐘，成長時間為10分鐘，使該二茂鐵昇華且亦通入製程氣體；關閉該攜帶氣體以留下該氬氣並冷卻降溫至室溫後，取出該奈米碳管叢，其中該奈米碳管都具有同向性，均勻且規則於該支撐體基材上進行垂直成長；提供第一電極與第二電極，置放固定於已成長同方向性排列的奈米碳管叢上方，並與該同方向性排列的該奈米碳管叢接觸，其中該第一電極與該第二電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；以及以一保護封裝層覆蓋封住且固定該第一電極，該第二電極，該奈米碳管叢，以及該支撐體基材的底部背面。
5. 一種具有鐵顆粒之奈米碳管叢應變感測器，至少包含：一支撐體基材，其中該撐體基材之材料係由鋁箔紙、銅箔片，以及不銹鋼箔片群組中所選出；一第一電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫 (ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；一第二電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；以及同方向性排列之奈米碳管叢，其中該同方向性排列之該奈米碳管叢垂直成長形成於該支撐體基材上，其中該奈米碳管叢之該每根奈米碳管填鐵，且該鐵係為鐵顆粒；其中該第一電極以及該第二電極設置於該同方向性排列之該奈米碳管叢的上方，且於該第一電極以及該第二電極兩電極間，間隔特定之距離。
6. 一種具有保護封裝層與鐵顆粒之奈米碳管叢應變感測器，至少包含：一支撐體基材，其中該撐體基材之材料係由鋁箔紙、銅箔片，以及不銹鋼箔片群組中所選出；一第一電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；一第二電極，其中該第一電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出；同方向性排列之奈米碳管叢，其中該同方向性排列之該奈米碳管叢垂直成長形成於該支撐體基材上，其中該奈米碳管叢之該每根奈米碳管填鐵，且該鐵係為鐵顆粒；以及一保護封裝層，其中該保護封裝層係具有黏性之一膠帶，其中該第一電極以及該第二電極設置於該同方向性排列之該奈米碳管叢的上方，且於該第一電極以及該第二電極兩電極間，間隔特定之距離，該保護封裝層覆蓋封住且固定該第一電極，該第二電極，該奈米碳管叢，以及該支撐體基材的底部背面。
7. 一種具有鐵顆粒之奈米碳管叢應變感測器之形成方法，至少包含： 置放一支撐體基材於一高溫爐管，置放二茂鐵於一催化劑昇華區段之外側；通入攜帶氣體，在該攜帶氣體環境下，進行升溫該高溫爐管之首段催化劑成長區段，中段緩衝區段，以及末段成長區段，其中該攜帶氣體包含乙炔，氫氣與氬氣；推入催化劑二茂鐵至已升溫至250℃之該首段催化劑升華區，該末段成長區段升溫至650℃，升溫時間為20分鐘，成長時間為10分鐘，使該二茂鐵昇華且亦通入製程氣體；關閉該攜帶氣體以留下該氬氣並冷卻降溫至室溫後，取出該奈米碳管叢，其中該奈米碳管都具有同向性，均勻且規則於該支撐體基材上進行垂直成長；以及提供第一電極與第二電極，置放固定於已成長同方向性排列的奈米碳管叢上方，並與該同方向性排列垂直成長的該奈米碳管叢接觸，其中該第一電極與該第二電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出，其中該奈米碳管叢之該每根奈米碳管填鐵，且該鐵係為鐵顆粒。
8. 一種具有保護封裝層與鐵顆粒之奈米碳管叢應變感測器的形成方法，至少包含：置放一支撐體基材於一高溫爐管，置放二茂鐵於一催化劑昇華區段之外側；通入攜帶氣體，在該攜帶氣體環境下，進行升溫該高溫爐管之首段催化劑成長區段，中段緩衝區段，以及末段成長區段，其中該攜帶氣體包含乙炔，氫氣與氬氣；推入催化劑二茂鐵至已升溫至250℃之該首段催化劑升華區，該末段 成長區段升溫至650℃，升溫時間為20分鐘，成長時間為10分鐘，使該二茂鐵昇華且亦通入製程氣體；關閉該攜帶氣體以留下該氬氣並冷卻降溫至室溫後，取出該奈米碳管叢，其中該奈米碳管都具有同向性，均勻且規則於該支撐體基材上進行垂直成長；提供第一電極與第二電極，置放固定於已成長同方向性排列的奈米碳管叢上方，並與該同方向性排列垂直成長的該奈米碳管叢接觸，其中該第一電極與該第二電極之材料係由金、銀、銅、鋁、氧化銦錫(ITO)、以及奈米碳管群組中所選出，該奈米碳管叢之該每根奈米碳管填鐵，且該鐵係為鐵顆粒；以及以一保護封裝層覆蓋封住且固定該第一電極，該第二電極，該奈米碳管叢，以及該支撐體基材的底部背面。