(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210814918.4 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 中山大学 地址 510000 广东省广州市海珠区新港西 路135号 (72)发明人 衣芳　曹凌云　 (74)专利代理 机构 深圳市创富知识产权代理有 限公司 4 4367 专利代理师 范伟民 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01D 11/00(2006.01) (54)发明名称 一种柔性传感器及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开一种柔性传感器及其制备方法 和应用， 包括至少一个柔性触觉传感构件、 至少 一个导通件和柔性可拉伸衬底； 其中， 所述至少 一个柔性触觉传感构件呈阵列排布在所述柔性 可拉伸衬底上， 且所述至少一个柔性触觉传感构 件配置为通过所述至少一个导通件引 出输出端 作为电学信号传输通道， 所述至少一个柔性触觉 传感构件与所述至少一个导通件形成岛桥式结 构； 该柔性传感器利用纤维围绕花瓣的独特结构 实现了对温度、 压力信号的同时独立输出和检 测； 具有柔性， 可拉伸性， 可为用户提供良好的舒 适度、 体验感； 可用于人体运动 及健康监测， 能够 应用于制备柔 性可穿戴电子设备。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115235541 A 2022.10.25 CN 115235541 A 1.一种柔 性传感器， 其特 征在于， 包括： 至少一个柔 性触觉传感构件； 至少一个导 通件； 以及 柔性可拉伸衬底； 其中， 所述至少一个柔性触觉传感构件呈阵列排布在所述柔性可拉伸衬底上， 且所述 至少一个柔性触觉传感构件配置为通过所述至少一个导通件引出输出端作为电学信号传 输通道， 所述至少一个柔 性触觉传感构件与所述至少一个导 通件形成岛桥式结构。 2.根据权利要求1所述的一种柔性传感器， 其特征在于， 所述柔性触觉传感构件包含 有： 至少一个柔 性压力传感元件； 以及 至少一个柔 性温度传感元件。 3.根据权利要求2所述的一种柔性传感器， 其特征在于， 所述柔性温度传感元件呈线状 设置。 4.根据权利要求3所述的一种柔性传感器， 其特征在于， 所述柔性压力传感元件呈花瓣 状设置， 所述 柔性温度传感元件呈蜿 蜒状围绕在所述 柔性压力传感元件的周围。 5.根据权利要求4所述的一种柔性传感器， 其特征在于， 所述柔性压力传感元件和柔性 温度传感元件之间具有间隙。 6.根据权利要求5所述的一种柔性传感器， 其特征在于， 所述柔性压力传感元件的高度 与所述柔性温度传感元件的直径长度数值相同。 7.根据权利要求6所述的一种柔性传感器， 其特征在于， 所述柔性可拉伸衬底为PDMS衬 底、 TPU衬底或SEBS衬底中的一种。 8.权利要求1 ‑7任一项所述的柔 性传感器在柔 性可穿戴的电子设备中的应用。 9.一种制备如权利要求1 ‑7中任一项所述的柔性传感器的制备方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： S1.以DMF为溶剂配置TPU溶液， 将CNT纳米粉末加入到TPU溶液中， 经超声搅拌获得均匀 的混合纺丝原液， 将混合纺丝原液以一定流速从注射泵挤出到凝固浴中， 固化成型后进行 退火处理， 得到纤维状柔 性温度传感元件； S2.将PDMS/NaCl溶液经真空脱泡处理后， 浇注于以PET膜为基底的花瓣状模具中， 固化 成膜， 再将固化膜浸入水溶液中溶解脱除NaCl纳米颗粒， 经去离子水洗涤后得到PDMS多孔 花瓣膜， 作为 柔性压力传感元件的介电层； S3.将多孔花瓣膜按阵列 排布在PET基底上， 利用掩模版法在多孔花瓣膜上镀一层金电 极作为柔性压力传感元件的下端电极， 然后借助水溶性胶带在下端电极位置镀上蜿蜒状导 线， 将整体取 下； S4.在此水溶性胶带上涂一层厚度小于多孔花瓣膜 的聚酰亚胺膜， 利用掩模版法在其 另一侧镀一层金电极作为柔性压力 传感元件的上端电极， 然后使用二维位移台和线轴装置 在水溶性胶带上排列设计好柔性温度传感元件， 再借助水溶性胶带在 对应柔性压力传感元 件上端电极和柔 性温度传感元件两端位置 镀上蜿蜒状导通件； S5.依次溶解两面水 溶性胶带， 用柔 性衬底材 料对表面进行封装， 即得柔 性传感器。 10.根据权利要求9所述的一种柔性传感器的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S1中的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115235541 A 2具体步骤为： 将2ml纺丝原液从内径 为0.41mm的注 射器中以0.3ml/min的挤出速度注入到去 离子水凝固浴中， 挤出后， 在凝固浴中浸泡 12h， 收集后用去离子水洗涤数次， 置于 室温下干 燥； 所述步骤S1中退火处理的具体步骤为： 将固化成型的CNT/TPU纤维放置在烘箱内以100 ℃退火处 理2h； 所述步骤S2中的具体步骤为： 将PDMS与 固化剂充分混合后， 加入NaCl纳米颗粒于预聚 物中， PDMS与NaCl质量比为1： 4， 机械搅拌30min， 真空脱泡后， 将其浇注于PET基底上， 用模 具控制制得膜的厚度为1mm， 置于烘箱内以80℃固化4h， 将固化后PDMS膜浸入温水中， 充分 溶解NaCl纳米颗粒， 洗涤干燥得到多孔P DMS膜。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115235541 A 3