一种基于褶皱结构色的柔性应变传感器及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种基于褶皱结构色的柔性应变传感器，其特征在于，包括从pdms基体上分离的pdms柔性应变传感材料，pdms柔性应变传感材料的原料包括掺杂黑色素的pdms液体，pdms基体上有基于拉伸自发形成的有序褶皱结构，pdms柔性应变传感材料具有与所述有序褶皱结构相同的褶皱结构。2.根据权利要求1所述的基于褶皱结构色的柔性应变传感器，其特征在于，pdms柔性应变传感材料的厚度为1mm，pdms基体上的有序褶皱结构为波状结构。3.根据权利要求1所述的基于褶皱结构色的柔性应变传感器，其特征在于，掺杂黑色素与pdms液体的质量比为80
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150：1。4.一种基于褶皱结构色的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将pdms基底进行单轴预拉伸，产生预拉伸应变，对拉伸状态下的pdms基底进行氧等离子体处理；步骤2，缓慢释放预拉伸应变，pdms基底表面自发形成表面褶皱；步骤3，将释放应变后的pdms基底作为模板，在其表面覆盖一层厚度0.8
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1mm，掺杂黑色素的pdms液体并充分固化；步骤4，将固化后的pdms剥离，即得到具有褶皱结构色的pdms柔性应变传感材料；步骤5，用光谱特征峰的变化计算和标定pdms柔性应变传感材料的应变，得到柔性结构色应变传感器。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，pdms基体制备如下：将质量比为10：1的预聚体和固化剂放入烧杯中搅拌均匀，使其呈白色混浊态，然后放入真空箱除去搅拌过程中引入的气泡，再取出后充分固化得到pdms基体，pdms基体的厚度为0.8
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1.2mm。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，预拉伸时，对pdms片进行单轴拉伸产生10％～40％的预拉伸应变，对其进行3min氧等离子体处理，功率100w，氧气流量8sccm，可得到波长为500～800nm，振幅为15～100nm的波状结构。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，以1mm/min的速度缓慢释放预拉伸应变。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，pdms液体与掺杂黑色素的质量比为80
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150：1，在烘干条件下固化。9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，利用微型光谱仪在固定角度无线测量pdms柔性应变传感材料在变形过程中不同阶段的光谱信息，通过光谱特征峰的变化计算和标定pdms柔性应变传感材料的应变，即得到柔性结构色应变传感器。10.权利要求4
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9任一项制备方法所得柔性结构色应变传感器的应用，其特征在于，作为可见光条件下的应变测量传感器。

技术总结
本发明公开了一种基于褶皱结构色的柔性应变传感器及其制备方法，传感器包括从PDMS基体上分离的PDMS柔性应变传感材料，PDMS基体基于拉伸自发形成的有序褶皱结构；将矩形PDMS片单轴拉伸20％，对其进行氧等离子体处理，缓慢释放预拉伸应变，再将释放应变后的PDMS薄片作为模板，在其表面覆掺杂黑色素的PDMS液体固化后剥离得到倒模的PDMS薄片，获得PDMS薄片的应变大小并进行标定得到柔性结构色应变传感器；相比基于传统微纳制造方法制备的应变传感材料，本发明所述方法极为简易，成本低廉；基于颜色


技术研发人员：吴凯 刘刚 孙宇 孙军 王亚强 张金钰 原浩植
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2021.08.26
技术公布日：2021/12/2