电致变色可视化压力传感器及其构建方法与流程

技术特征：
1.一种电致变色压力可视化传感器，包括依次连接的压力传感器部分、导电电极矩阵和电致变色显色窗口；所述压力传感器部分由银纳米线和聚二甲基硅氧烷弹性体复合而成；所述导电电极矩阵包括依次设置的粘附层和导电层；所述电致变色显色窗口包括导电纳米线层和电致变色材料层；所述压力传感器部分、导电电极矩阵和电致变色显色窗口设置于基底表面，且所述粘附层与基底接触，所述导电纳米线层与所述基底接触。2.根据权利要求1所述的压力可视化传感器，其特征在于，所述压力传感器部分中，所述聚二甲基硅氧烷弹性体由聚二甲基硅氧烷和固化剂固化得到，所述聚二甲基硅氧烷和所述固化剂的质量比为(10～25)：1，所述银纳米线的直径为20～60nm，长度为5～20μm。3.根据权利要求1所述的压力可视化传感器，其特征在于，所述粘附层为铬或钛，厚度为1～10nm；所述导电层的材料选自金、银、铜或铁；所述导电层的厚度为10～150nm。4.根据权利要求1所述的压力可视化传感器，其特征在于，所述电致变色材料层中的电致变色材料选自氧化钨纳米线、氧化钒纳米线、氧化镍纳米球、氧化钛纳米线和聚苯胺中的一种或多种；所述导电纳米线层中的导电纳米线为银纳米线，所述银纳米线的直径为20～60nm，长度为5～20μm。5.一种电致变色压力可视化传感器的构建方法，包括以下步骤：在模具表面喷涂银纳米线分散液，将未固化的聚二甲基硅氧烷混合液注入模具中，将得到的模具进行热固化，脱模后得到聚二甲基硅氧烷弹性体；将所述聚二甲基硅氧烷弹性体连接在基底上；构建硬质掩模板，利用所述硬质掩模板在基底上构建导电电极矩阵；在所述导电电极矩阵的导线前端依次放置导电纳米线层和电致变色层，然后将凝胶电解质注入，密封，得到电致变色压力可视化传感器。6.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于，得到聚二甲基硅氧烷弹性体的步骤具体为：将聚二甲基硅氧烷和固化剂混合，得到聚二甲基硅氧烷混合液；将银纳米线、醇溶剂和水混合，得到银纳米线分散液；设计不同半径的聚四氟乙烯模具，在模具表面喷涂银纳米线分散液，在所述模具表面得到银纳米线薄膜，将聚二甲基硅氧烷混合液注入得到的模具内，热固化，得到聚二甲基硅氧烷弹性体。7.根据权利要求6所述的构建方法，其特征在于，所述银纳米线分散液中的银纳米线的浓度为5～30mg/ml，所述聚四氟乙烯模具的曲率半径为5～26mm，所述喷涂的喷枪的孔径为0.1～0.5μm，所述喷涂的喷枪与模具的距离为5～20μm；所述热固化的温度为50～100℃，时间为0.5～5h。8.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述凝胶电解质由锂盐、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯组成，所述锂盐的浓度为0.1～2mol/l，所述聚甲基丙烯酸甲酯为所述聚碳酸酯的5～30wt％。9.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷弹性体通过未固化的聚二甲基硅氧烷混合液连接在基底上。
10.根据权利要求9所述的构建方法，其特征在于，所述未固化的聚二甲基硅氧烷混合液中聚二甲基硅氧烷和固化剂的质量比为(1～10)：1。

技术总结
本发明提供了一种电致变色压力可视化传感器，包括依次连接的压力传感器部分、导电电极矩阵和电致变色显色窗口；所述压力传感器部分由银纳米线和聚二甲基硅氧烷弹性体复合而成；所述导电电极矩阵包括依次设置的粘附层和导电层；所述电致变色显色窗口包括导电纳米线层和电致变色材料层；本发明提供的压力可视化器件可精确量化压力大小且制备工艺简单，易于进行大规模量产。进行大规模量产。


技术研发人员：刘建伟 郑义
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/10/18