基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器及其制备方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN110081995A

(43)申请公布日2019.08.02

(21)申请号CN201910276391.2

(22)申请日2019.04.08

(71)申请人吉林大学

地址130022吉林省长春市南关区人民大街5988号

(72)发明人韩志武孟宪存张俊秋王可军张昌超刘林鹏李玉姣陈道兵王大凯孙涛

(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人王永文

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度

传感器及其制备方法

(57)摘要

本发明公开了基于蝎子缝感受器的

仿生柔性温度传感器及其制备方法。所述

温度传感器包括：柔性基底、裂纹层、传

导层以及测温层；所述测温层用于根据温

度变化发生弯曲形变，所述裂纹层上设置

有若干个裂纹，所述传导层包括分别设置

在所述裂纹两侧的第一电容器电极和第二

电容器电极，所述传导层用于根据所述第

一电容器电极和所述第二电容器电极之间

的电容变化值得到温度变化值。当待测物

体温度发生微小变化时，测温层发生弯曲

形变。第一电容器电极与第二电容器电极

的电容值改变，从而利用电容对温度进行

表征，实现对温度的检测。裂纹结构使得

温度传感器具有超高的灵敏性，足以满足

温度传感器对灵敏度的要求。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，包括：柔性基底、

设置在所述柔性基底上的裂纹层、设置在所述裂纹层上的传导层以及设置在所述传

导层上的测温层；所述测温层用于根据温度变化发生弯曲形变，所述裂纹层上设置

有若干个裂纹，所述传导层包括分别设置在所述裂纹两侧的第一电容器电极和第二

电容器电极，所述传导层用于根据所述第一电容器电极和所述第二电容器电极之间

的电容变化值得到温度变化值。

2.根据权利要求1所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述测温层包括：设置在所述传导层上的绝缘层和设置在所述绝缘层上的热双金属

片；所述绝缘层不导电且用于隔热。

3.根据权利要求2所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述热双金属片包括：设置在所述绝缘层上的被动层和设置在所述被动层上的主动

层；所述被动层的热膨胀系数小于所述主动层的热膨胀系数。

4.根据权利要求3所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述第一电容器电极与所述第二电容器电极之间的电容变化值为：

其中，N为裂纹数量，K为静电力常量，d为未发生形变时温度传感器的裂纹宽度，

α为主动层的热膨胀系数，ΔT为温度变化值，S为裂缝一侧的面积，ε为介电常数。

5.根据权利要求1所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述传导层的厚度为10nm-100nm。

6.根据权利要求1所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述传导层采用金、银、铂中的一种或多种制成。

7.根据权利要求1所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述柔性基底采用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成，所述裂纹层采用聚二甲基硅氧烷或

环氧树脂制成。

8.根据权利要求1所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述第一电容器电极的长度与所述裂纹的长度一致。

9.根据权利要求1所述的基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器，其特征在于，

所述裂纹的截面呈V形。

10.一种基于蝎子缝感受器的仿生柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，包括

如下步骤：

在柔性基底上旋涂柔性材料并固化；

在固化的柔性材料上覆盖掩膜版后进行镀膜；

去除掩膜版后采用激光穿过镀膜在固化的柔性材料上刻蚀得到裂纹，从而使得镀膜

形成传导层，固化