一種柔性溫度傳感器及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種柔性溫度傳感器及其制備方法，柔性溫度傳感器包括柔性基底、第一電極、第二電極和離子凝膠層；第一電極、第二電極以及離子凝膠層分別位于柔性基底的一側(cè)面，第一電極和第二電極固定在柔性基底上，離子凝膠層覆蓋在第一電極和第二電極上；或第一電極和第二電極分別固定在兩個獨(dú)立的柔性基底上，形成第一柔性電極和第二柔性電極，離子凝膠層的上下表面分別與第一柔性電極的第一電極以及第二柔性電極的第二電極固定連接。本發(fā)明專利技術(shù)采用離子凝膠層作為溫敏層，具有柔韌性好、環(huán)境穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，同時具有使用壽命長和安全的優(yōu)勢，克服了使用過程中離子液體外泄的風(fēng)險。本發(fā)明專利技術(shù)可采用不同結(jié)構(gòu)形式，適用范圍廣。適用范圍廣。適用范圍廣。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種柔性溫度傳感器及其制備方法


[0001]本專利技術(shù)涉及傳感器相關(guān)
，具體涉及一種柔性溫度傳感器及其制備方法。

技術(shù)介紹

[0002]柔性溫度傳感器具有良好的柔韌性，變形不易損壞，可延展彎曲等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于運(yùn)動、醫(yī)療健康監(jiān)測、消防、航空航天、通信等領(lǐng)域。目前大部分熱電阻式溫度傳感器是以金屬制作的，然而，這些傳感器采用非柔性材料制成，只能測量表面平整的物體的溫度，且需要額外的傳感器封裝，使其應(yīng)用前景受到很大限制。
[0003]離子液體作為一種新型的綠色溶劑，因其具有導(dǎo)電性好、電化學(xué)窗口寬、物理化學(xué)性質(zhì)可調(diào)等優(yōu)勢被受關(guān)注。近年來人們利用其導(dǎo)電性與離子運(yùn)動速率的關(guān)系開拓了其在溫度傳感領(lǐng)域的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了離子液體基柔性溫度傳感器的制備。但是由于液體存在泄露的風(fēng)險從而限制其使用壽命及應(yīng)用場景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在問題的一種或幾種，提供了一種柔性溫度傳感器及其制備方法。
[0005]本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種柔性溫度傳感器，包括柔性基底、第一電極、第二電極和離子凝膠層；
[0006]所述第一電極、第二電極以及離子凝膠層分別位于所述柔性基底的一側(cè)面，所述第一電極和第二電極固定在柔性基底上，所述離子凝膠層覆蓋在所述第一電極和第二電極上；
[0007]或，所述第一電極和第二電極分別固定在兩個獨(dú)立的柔性基底上，形成第一柔性電極和第二柔性電極，所述離子凝膠層的上下表面分別與第一柔性電極的第一電極以及第二柔性電極的第二電極固定連接。
[0008]本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)的柔性溫度傳感器，采用離子凝膠層作為溫敏層，具有柔韌性好、環(huán)境穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，制備的柔性溫度傳感器具有柔性好且使用壽命長和安全的優(yōu)勢，克服了柔性溫度傳感器在使用過程中液體外泄的風(fēng)險。本專利技術(shù)的柔性溫度傳感器可以根據(jù)裝配需要，采用三明治夾層結(jié)構(gòu)，也可以采用平面型結(jié)構(gòu)，適用范圍廣。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還可以做如下改進(jìn)。
[0010]進(jìn)一步，所述離子凝膠層的制備材料包括離子液體和聚合物。
[0011]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本專利技術(shù)一方面利用離子液體中離子運(yùn)動速率與溫度的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)高靈敏度柔性溫度傳感器的制備，另一方面通過交聯(lián)反應(yīng)將離子液體鎖在聚合物中，克服了柔性溫度傳感器在使用過程中液體外泄的風(fēng)險。
[0012]進(jìn)一步，所述離子液體由有機(jī)陽離子和無機(jī)陰離子任意搭配組成。
[0013]進(jìn)一步，所述離子液體的有機(jī)陽離子包括季胺型有機(jī)陽離子、季膦型有機(jī)陽離子、咪唑型有機(jī)陽離子、吡咯型有機(jī)陽離子、哌啶型有機(jī)陽離子和吡啶型有機(jī)陽離子中的任意
一種。
[0014]進(jìn)一步，所述離子液體的無機(jī)陰離子包括鹵素陰離子、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽中的任意一種。
[0015]進(jìn)一步，所述聚合物包括聚合單體和高分子聚合物中的任意一種或兩種；所述聚合單體包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸乙酯中的任意一種或幾種；所述高分子聚合物包括偏氟乙烯
?
六氟丙烯共聚物，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚丙烯睛中的任意一種或幾種。
[0016]進(jìn)一步，所述第一電極和第二電極為沉積在柔性基底上的金屬薄膜、印刷在柔性基底表面的導(dǎo)電材料，或金屬紙中的任意一種。
[0017]進(jìn)一步，所述導(dǎo)電材料包括金屬導(dǎo)電材料、導(dǎo)電聚合物、碳基導(dǎo)電材料中的任意一種。
[0018]進(jìn)一步，所述離子凝膠層的制備方法包括光聚合、熱聚合、化學(xué)催化聚合中的任意一種。
[0019]一種上述柔性溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟：
[0020]S1，在同一個柔性基底表面制備第一電極和第二電極，或在兩個不同的柔性基底表面分別制備第一電極和第二電極；
[0021]S2，將離子液體和聚合物進(jìn)行聚合制備離子凝膠層；
[0022]S3，將制備好的離子凝膠層貼合在同一個柔性基底表面的第一電極和第二電極上，形成平面型的柔性溫度傳感器；
[0023]或，將兩個不同柔性基底表面的第一電極和第二電極分別固定在制備好的離子凝膠層的上下表面，形成“三明治”型的柔性溫度傳感器。
[0024]本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)的制備方法獲得的柔性溫度傳感器，具有柔性好且使用壽命長和安全的優(yōu)勢。
附圖說明
[0025]圖1為本專利技術(shù)柔性溫度傳感器一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本專利技術(shù)柔性溫度傳感器一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本專利技術(shù)柔性溫度傳感器另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0028]圖4為本專利技術(shù)柔性溫度傳感器另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0029]圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例1中“三明治”型結(jié)構(gòu)的柔性溫度傳感器所獲得的器件電阻隨溫度變化曲線圖；
[0030]圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例3中平面型結(jié)構(gòu)的柔性溫度傳感器所獲得的器件電阻隨溫度變化曲線圖。
[0031]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：
[0032]1、第一柔性電極；2、第二柔性電極；3、離子凝膠層；4、柔性基底；5、第一電極；6、第二電極。
具體實(shí)施方式
[0033]下面詳細(xì)描述本專利技術(shù)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終
相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術(shù)，而不能理解為對本專利技術(shù)的限制。
[0034]參照附圖1～圖4，本專利技術(shù)的一種柔性溫度傳感器，包括柔性基底4、第一電極5、第二電極6和離子凝膠層3，第一電極5和第二電極6分別固定在柔性基底4上，并分別與離子凝膠層3接觸，形成三明治夾層結(jié)構(gòu)或平面型結(jié)構(gòu)，具體如下：
[0035]本專利技術(shù)柔性溫度傳感器的一種可選方案為，如圖3和圖4所示，所述第一電極5、第二電極6以及離子凝膠層3分別位于所述柔性基底4的一側(cè)面，所述第一電極5和第二電極6固定在柔性基底4上，所述離子凝膠層3覆蓋在所述第一電極5和第二電極6上，形成平面型結(jié)構(gòu)的柔性溫度傳感器；平面型結(jié)構(gòu)的柔性溫度傳感器中，可以采用第一電極5和第二電極6間隔并排布置的結(jié)構(gòu)形式，如圖3所示，也可以采用插指電極形式，如圖4所示。
[0036]一種柔性溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟：
[0037]S1，在同一個柔性基底4表面制備第一電極5和第二電極6；
[0038]S2，將離子液體和聚合物進(jìn)行聚合制備離子凝膠層3；離子液體占(聚合物+離子液體)總質(zhì)量的10％～50％；
[0039]S3，將制備好的離子凝膠層3貼合在同一個柔性基底4表面的第一電極5和第二電極6上，形成平面型的柔性溫度傳感器。
[0040]本專利技術(shù)柔性溫度傳感器的另一個可選方案為，如圖1和圖2所示，所述第一電極5和第二電極6分別固定在兩個獨(dú)立的柔性基底4上，形成第一柔性電極1和第二柔性電極2，所述離子凝膠層3的上下表面分別與第一柔性電極1的第一電極5以及第二柔本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種柔性溫度傳感器，其特征在于，包括柔性基底、第一電極、第二電極和離子凝膠層；所述第一電極、第二電極以及離子凝膠層分別位于所述柔性基底的一側(cè)面，所述第一電極和第二電極固定在柔性基底上，所述離子凝膠層覆蓋在所述第一電極和第二電極上；或，所述第一電極和第二電極分別固定在兩個獨(dú)立的柔性基底上，形成第一柔性電極和第二柔性電極，所述離子凝膠層的上下表面分別與第一柔性電極的第一電極以及第二柔性電極的第二電極固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種柔性溫度傳感器，其特征在于，所述第一電極和第二電極采用直線型電極或插指電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種柔性溫度傳感器，其特征在于，所述離子凝膠層的制備材料包括離子液體和聚合物。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種柔性溫度傳感器，其特征在于，所述離子液體由有機(jī)陽離子和無機(jī)陰離子任意搭配組成。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種柔性溫度傳感器，其特征在于，所述離子液體的有機(jī)陽離子包括季胺型有機(jī)陽離子、季膦型有機(jī)陽離子、咪唑型有機(jī)陽離子、吡咯型有機(jī)陽離子、哌啶型有機(jī)陽離子和吡啶型有機(jī)陽離子中的任意一種；所述離子液體的無機(jī)陰離子包括鹵素陰離子、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽中的任意一種。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種柔性溫度傳感器，其特征在于，所述聚合物為包括聚合單體和高分子聚合物中的任意...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖燕，
申請(專利權(quán))人：廣東粵港澳大灣區(qū)協(xié)同創(chuàng)新研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：