一种Ti

技术领域

本发明属于柔性传感器的技术领域，特别是涉及一种Ti

背景技术

智能和便携式/可穿戴电子产品的快速发展促使人们对柔性传感器具有更高追求。柔性力学传感器作为目前研究最为成熟的一类传感器，其能够将外界力学负载信号转为电信号，并且为系统提供控制、处理、决策以及执行的原始信息。

柔性应变传感器一般由柔性衬底材料、电极材料以及敏感材料组成，其中柔性衬底材料是电子器件与被测物之间接触更加紧密，增强传感器的稳定性。生活中常用的纸张不仅具有高度可折叠性、裁剪性、生物降解性、透气性以及质轻等优点，而且由于表面丰富的含氧基团使其具有优异的亲水性，可轻松沉积各种功能材料。因此，纸张是构建柔性电子器件的结实且价廉的衬底材料。电极材料作为敏感材料与传感测试系统的连接桥梁，需要具有良好的导电特性。最后，敏感材料作为传感器性能的决定性因素，构建合适微结构的敏感材料对提高传感器性能具有十分重要的影响。

但是，目前常用的制备方法存在过程复杂、条件苛刻以及耗能较高的工艺，限制了其进一步应用。因此，开发一种制备过程简单、结构设计自由且性能较好的柔性应变传感器成为当务之急。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种Ti

本发明采用以下技术方案：一种Ti

柔性衬底；

敏感层，呈U型成型于所述柔性衬底的上表面；所述敏感层为具有至少三组不同微结构的m-Ti

至少两组导电层，成矩形分别铺设于敏感层的两连接端；所述导电层为单层s-Ti

在进一步的实施例中，所述m-Ti

在进一步的实施例中，所述柔性衬底为纸基。

在进一步的实施例中，还包括：至少两组导线，对应焊接于所述导电层。

制备如上所述的Ti

步骤一、使用LiF/HCl选择性刻蚀Ti

步骤二、通过超声将多层Ti

步骤三、将步骤二中的单层Ti

步骤四、将步骤二中的沉淀物采用超声稀释的方式将未剥离的沉淀物配制成具有三组不同微结构的m-Ti

步骤五、将步骤三中的s-Ti

步骤六、分别于至少两组导电层中焊接导线。

在进一步的实施例中，所述敏感层为U型，长度为5～20mm；所述敏感层的书写循环次数为1～12次。

在进一步的实施例中，m-Ti

在进一步的实施例中，所述导电层为正方形，其边长为1～5mm。

在进一步的实施例中，所述步骤三中经高速离心浓缩得到的s-Ti

在进一步的实施例中，所述步骤四中经超声稀释的m-Ti

本发明的有益效果：本发明选用Ti

附图说明

图1为实施例1的Ti

图2为实施例1中所述的Ti

图3为实施例3中前驱体Ti

图4为实施例3中m-Ti

图5为实施例3中s-Ti

图6为实施例3中导电层和敏感层的SEM图。

图7为实施例3的直接书写模式制备的纸基应变传感器实物图片。

图8为实施例3中书写次数与电阻关系变化图。

图9为实施例3中的纸基应变传感器在不同应变下的电阻响应图。

图10为实施例3中的纸基应变传感器的灵敏度。

图11为实施例3中的敏感层在应变作用下的SEM图。

图12为实施例3中的纸基应变传感器对不同手势变化时的电阻响应曲线图。

图13为实施例4中的纸基应变传感器的灵敏度。

图14为实施例4中的纸基应变传感器绘制在纸杯表面用于检测抓举水杯时的电阻响应图。

图1中的各标注为：纸基1、导电层2、敏感层3、导线4。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

本实施例公开了Ti

其中，敏感层3为具有至少三组不同微结构的m-Ti

进一步，m-Ti

实施例2

为制备实施例1所述的Ti

其制备方法具体表现为：步骤一、使用LiF/HCl选择性刻蚀Ti

步骤二、通过超声将多层Ti

步骤三、将步骤二中的单层Ti

步骤四、将步骤二中的沉淀物采用超声稀释的方式将未剥离的沉淀物配制成具有至少三组不同微结构的m-Ti

步骤五、将步骤三中的s-Ti

步骤六、分别于至少两组导电层中焊接导线，焊接导线是指在电极的两端焊接铜导线，焊接电极的材料为导电银浆。

在进一步的实施例中，手写绘制的导电层为正方形结构，边长为1～5mm；s-Ti

Ti

实施例3

基于实施例2，本实施例公开了具体的制备步骤：将1.0g LiF溶解在20mL HCl(9M)中，然后将1.0g MAX(Ti

将以上两种墨水使用注射器分别注入笔芯中制备两种Ti

在电极的两端焊接导线，所述导线为铜线，焊接电极的材料为导电银浆。

将绘制得到的导电层和敏感层进行电镜扫描，结合图6发现：导电层中存在单层Ti

图9为纸基应变传感器在不同应变下的电阻响应图，由图可知，Ti

图10为纸基应变传感器的灵敏度，由图可知，当书写循环次数为3时，纸基传感器表现出较高灵敏度，随着书写循环次数的增加，灵敏度降低。原因在于书写循环次数越多，纸基底上形成的敏感层越厚，其中稳定的导电通路使形变发生时电阻变化较小。

图11为敏感层在应变作用下的SEM图，由图可知，m-Ti

图12为纸基应变传感器对不同手势变化时的电阻响应曲线图，在五个手指上分别固定五个串联的Ti

实施例4

合成Ti

将以上两种墨水分别注入笔芯中制备两种Ti

控制书写循环次数为3；

在电极的两端焊接导线，所述导线为铜线，焊接电极的材料为导电银浆；

图13为本发明所述柔性传感器的灵敏度；由图可知，纸基柔性传感器的灵敏度在0.1～0.8％的应变范围内呈线性趋势，随着形变量的增大，△R/R

图14为本发明所述柔性传感器直接绘制在纸杯表面用于监测抓举水杯时的电阻响应图。由图可知，在抓举过程中，当手指触碰纸杯表面的敏感层时，传感器感受到的负载增大，因此电阻信号发生明显变化，此外，抓举信号具有良好的重复性，表明在非平面绘制的传感器具有良好的稳定性，说明直接书写得到Ti