一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器及制备方法与流程

技术特征：
1.一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：主要由从下到上依次层叠布置的第一柔性基底(1)、压力敏感层(2)、第二柔性基底(4)、湿气发电层(5)和透气保护层(7)构成；所述的湿气发电层(5)的两端上设有电极(6)，两端的电极(6)均经导线(303、304)引出；所述的压力敏感层(2)两端均经导线(301、302)引出。2.根据权利要求1所述的一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：所述的湿气发电层(5)采用聚多巴胺改性的碳纳米纤维膜，内部具有吸水能力梯度。3.根据权利要求1所述的一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：所述的湿气发电层(5)在沿梯度方向的两端分别布置一个电极(6)。4.根据权利要求1所述的一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：所述的压力敏感层(2)为压敏薄膜材料。5.根据权利要求1所述的一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：所述的透气保护层(7)为多孔透气薄膜材料。6.根据权利要求1所述的一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：所述的压力敏感层(2)上表面设置微结构。7.根据权利要求1所述的一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：所述的湿气发电层(5)采用以下方式由多巴胺改性制备而成：先用静电纺丝法制备聚合物纳米纤维膜，将聚合物纳米纤维膜经高温碳化后制备获得碳纳米纤维膜；将碳纳米纤维膜浸渍在多巴胺溶液中，利用氧化聚合反应在纤维表面沉积聚多巴胺亲水层，得到具有吸水能力梯度的聚多巴胺改性纤维膜，作为湿气发电材料。8.根据权利要求7所述的一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器，其特征在于：在静电纺丝法制备过程中，调节工艺参数以调控聚合物纳米纤维膜中纤维的直径为200-5000nm，以及调控聚合物纳米纤维膜的厚为范围、膜厚为5-10μm。9.应用于权利要求1-8任一所述自供电柔性触觉传感器的制备方法，其特征在于：制备方法包括：s1、在第一柔性基底(1)上贴附压力敏感层(5)，压力敏感层(5)两端与导线相连，在压力敏感层(5)上方黏附第二柔性基底(4)；s2、利用多巴胺对聚合物纳米纤维膜进行改性获得湿气发电材料；s3、借助微纳加工工艺在湿气发电材料沿梯度方向的两端制备电极，并将两端的电极与外界的负载连接，得到湿气发电层(5)，并将湿气发电层(5)黏附在第二柔性基底(4)上；s4、在湿气发电层(5)上方再覆盖一层多孔网状薄膜材料作为透气保护层(7)，得到具有湿气发电功能的自供电触觉传感器。10.根据权利要求9所述的自供电柔性触觉传感器的制备方法，其特征在于：所述的压力敏感层(5)为上表面带有微结构的压力敏感层。

技术总结
本发明公开了一种湿气驱动的自供电柔性触觉传感器及其制备方法。主要由从下到上依次层叠布置的第一柔性基底、压力敏感层、第二柔性基底、湿气发电层和透气保护层构成；所述的湿气发电层的两端上设有电极，两端的电极均经导线引出；所述的压力敏感层两端均经导线引出；湿气发电层通过氧化聚合反应在表面梯度沉积聚多巴胺亲水层得到。本发明的触觉传感器具有较好的柔性，便于贴附在复杂表面使用，且具有自供电特性，可独立运行无需外加电源，具有优异的湿气发电性能，可同时检测湿度和压力两种触觉信号，湿度检测与自发电同步进行，有利于提高器件集成度。于提高器件集成度。于提高器件集成度。


技术研发人员：肖建亮 张磊 马庶祺
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/15