CN102374910A - 碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器及制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器及制法，其包括：分别图形化于碳纳米管/聚合物复合膜上、下表面的平行金属行电极和平行金属列电极；行电极上附着上绝缘保护层；列电极上附着下绝缘保护层；行电极与平行列电极呈空间相交状分布，其空间相交部分与该相交部分内包含的碳纳米管/聚合物膜构成阵列式柔性力敏传感器的力敏单元；碳纳米管/聚合物复合薄膜为聚合物基体材料中均匀分散有碳纳米管的复合材料制成的膜；所述碳纳米管与所述聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；该阵列式柔性力敏传感器中的碳纳米管/聚合物复合膜具有柔韧性优良、重复性好，性能稳定，一致性好等特点。
Description
技术领域
本发明属于纳米技术和传感技术领域，特别涉及一种碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器及制法。
背景技术
柔性传感器因为具有良好的柔性，不受被测物体形状的限制，能够贴附于各种规则或不规则曲面实现传感功能。柔性力敏传感器主要应用于挤压力和剪切力的测量，可作为一种触觉传感器。碳纳米管的发现给功能材料的研究注入了新的活力。将极少量的碳纳米管分散到聚合物中就会使整个复合材料表现出一定的导电性，近期的研究表明，碳纳米管/聚合物复合材料的导电特性随所施加压力的变化而明显变化，可以用作力敏材料。
现有的柔性力敏传感器通常选用以炭黑/硅橡胶复合体系的压敏导电橡胶作为敏感材料(黄英，2008，专利号：200810023636.2)。虽然经过多年的改进，炭黑/硅橡胶复合体系的压阻系数已有明显提高，但是由于所需要的炭黑浓度高，造成基体材料柔韧性的降低，而且炭黑颗粒所形成的导电通路受压力作用时会表现出不稳定性和不可恢复性。另外，这种敏感材料制作的敏感元件经常会表现出柔韧性差，迟滞明显，稳定性不好等问题，这些缺点限制了压敏导电橡胶在高性能柔性力敏传感器中的应用。
发明内容
本发明是为了避免常规炭黑/硅橡胶压敏传感器所存在的不足，提供一种基于碳纳米管/聚合物复合材料的阵列式柔性力敏传感器及其制作方法，具有柔韧性优良、重复性好，性能稳定，一致性好等特点。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器，其包括：
一碳纳米管/聚合物复合膜3；
一图形化于所述碳纳米管/聚合物复合膜3上表面上的平行金属行电极2；
一图形化于所述碳纳米管/聚合物复合膜3下表面上的平行金属列电极4；
一附着于所述平行金属行电极2上表面上的上绝缘保护层1；和
一附着于所述平行金属列电极4下表面上的下绝缘保护层5；
所述平行金属行电极2与所述平行金属列电极4呈空间相交状分布，其空间相交的相交部分与该相交部分内包含的碳纳米管/聚合物膜构成阵列式柔性力敏传感器的力敏单元；其特征在于：
所述的碳纳米管/聚合物复合薄膜3为聚合物基体材料中均匀分散有碳纳米管的复合材料制成的膜；所述碳纳米管与所述聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；
所述聚合物基体材料为二甲基硅氧烷或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。
本发明提供的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器的制备方法，其步骤如下：
1)采用柔性电路板制作工艺，制作图形化于上绝缘保护层1下表面上的平行金属行电极2，所述平行金属行电极2厚度为20-60μm；
2)采用柔性电路板制作工艺，制作图形化于下绝缘保护层5上表面上的平行金属列电极4，所述平行金属列电极4厚度为20-60μm；
3)在室温和常压下，将碳纳米管加入至挥发性溶剂中进行超声分散处理20-60分钟，超声分散处理的超声功率为300W；所述挥发性溶剂为体积比为1∶1的甲苯和丙酮组成的混合溶剂或为乙酸乙酯溶剂；所述碳纳米管与挥发性溶剂的比例为1mg∶(10-80)ml；
4)再加入聚合物基体材料，继续超声处理2-6小时，得到含碳纳米管和聚合物基体材料的碳纳米管/聚合物混合溶液；所述碳纳米管和聚合物基体材料的质量比为(1-15)∶100；
将得到的碳纳米管/聚合物混合溶液进行4000-6000转/分的高速离心30-60分钟；得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液和对所得沉淀称重，并计算出碳纳米管/聚合物清液中的碳纳米管的实际浓度；
5)向上述碳纳米管/聚合物清液中再加入聚合物基体材料，使碳纳米管与聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；然后再超声分散2-4小时，得到碳纳米管/聚合物溶液；
6)将步骤2)制备的上表面图形化有平行金属列电极4的下绝缘保护层5放入一容器中，所述平行金属列电极4朝向容器开口；将得到的碳纳米管/聚合物溶液注入容器中，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在所述平行金属列电极4及下绝缘保护层5上表面上形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜3；所述碳纳米管/聚合物复合膜3厚度为50-150μm；
7)在一碳纳米管/聚合物复合膜3上表面上均匀涂覆微量溶剂，使碳纳米管/聚合物复合膜3的膜表面处于粘稠状；
将制备的图形化有平行金属行电极2的上绝缘保护层1的平行金属行电极2覆盖于碳纳米管/聚合物复合膜3表面之上，施加0.2-1.5Mpa的压力并置入温控炉中升温至50-70℃并保持1-3小时后，取出得到碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器；
所述平行金属行电极2与平行金属列电极呈空间相交状分布，其空间相交的相交部分与该相交部分内包含的碳纳米管/聚合物膜构成阵列式柔性力敏传感器的力敏单元。
本发明的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器的制备方法，其步骤还可为下述步骤：
1)采用柔性电路板制作工艺，制作图形化于下绝缘保护层5上表面上的平行金属列电极4，所述平行金属列电极4厚度为20-60μm；
2)在室温和常压下，将碳纳米管加入至挥发性溶剂中进行超声分散处理20-60分钟，超声分散处理的超声功率为300W；所述挥发性溶剂为体积比为1∶1的甲苯和丙酮组成的混合溶剂或为乙酸乙酯溶剂；所述碳纳米管与挥发性溶剂的比例为1mg∶(10-80)ml；
3)再加入聚合物基体材料，继续超声处理2-6小时，得到含碳纳米管和聚合物基体材料的碳纳米管/聚合物混合溶液；所述碳纳米管和聚合物基体材料的质量比为(1-15)∶100；
将得到的碳纳米管/聚合物混合溶液进行4000-6000转/分的高速离心30-60分钟；得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液和对所得沉淀称重，并计算出碳纳米管/聚合物清液中的碳纳米管的实际浓度；
4)向上述碳纳米管/聚合物清液中再加入聚合物基体材料，使碳纳米管与聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；然后再超声分散2-4小时，得到碳纳米管/聚合物溶液；
5)将步骤2)制备的上表面图形化有平行金属列电极4的下绝缘保护层5放入一容器中，所述平行金属列电极4朝向容器开口；将得到的碳纳米管/聚合物溶液注入容器中，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在所述平行金属列电极4及下绝缘保护层5上表面上形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜3；所述碳纳米管/聚合物复合膜3厚度为50-150μm；
6)在碳纳米管/聚合物复合膜3上表面利用MEMS溅射或蒸镀工艺图形化20nm-20μm平行金属行电极2；
6)然后再在平行金属行电极2上表面涂覆一绝缘保护层1并烘干。
本发明的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器的制备方法，其步骤又可为下述步骤：
1)在室温和常压下，将碳纳米管加入至挥发性溶剂中进行超声分散处理20-60分钟，超声分散处理的超声功率为300W；所述挥发性溶剂为体积比为1∶1的甲苯和丙酮组成的混合溶剂或为乙酸乙酯溶剂；所述碳纳米管与挥发性溶剂的比例为1mg∶(10-80)ml；
2)再加入聚合物基体材料，继续超声处理2-6小时，得到含碳纳米管和聚合物基体材料的碳纳米管/聚合物混合溶液；所述碳纳米管和聚合物基体材料的质量比为(1-15)∶100；
将得到的碳纳米管/聚合物混合溶液进行4000-6000转/分的高速离心30-60分钟；得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液和对所得沉淀称重，并计算出碳纳米管/聚合物清液中的碳纳米管的实际浓度；
3)向上述碳纳米管/聚合物清液中再加入聚合物基体材料，使碳纳米管与聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；然后再超声分散2-4小时，得到碳纳米管/聚合物溶液；
4)将平整的硅片、玻璃片或塑料片置于敞口容器底部，把所述碳纳米管/聚合物溶液注入容器中，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在所述硅片、玻璃片或塑料片上表面上形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜3；调整所注入的碳纳米管/聚合物溶液的量，以保证所得碳纳米管/聚合物复合膜(3)厚度为50-150μm；凝固后剥离取下碳纳米管/聚合物复合膜(3)；
5)在碳纳米管/聚合物力敏薄膜3上、下表面分别利用MEMS溅射或蒸镀工艺图形化厚度为20nm-20μm的平行金属行电极2和平行金属列电极4并图形化；
6)然后在平行金属行电极2上表面上及平行的金属列电极4下表面上分别涂覆制备上绝缘保护层1与下绝缘保护层5并烘干。
本发明的工作原理为：在碳纳米管/聚合物薄膜3的上表面布置平行的金属行电极2，下表面布置平行的金属列电极4，平行的金属行电极2与平行的金属列电极4呈空间相交状分布，其空间相交的相交部分与该相交部分内包含的碳纳米管/聚合物膜构成阵列式柔性力敏传感器的力敏单元；平行的金属行电极2的上表面和平行的金属列电极4的下表面分别覆盖着第一绝缘保护层1和第二绝缘保护层5；传感器表面的压力传递到碳纳米管/聚合物复合薄膜上时，聚合物中碳纳米管之间的间隙及接触状态随之改变，造成由碳纳米管组成的电阻网络结构发生变化，受力点处的碳纳米管/聚合物复合薄膜的宏观电阻因而发生变化；通过检测力敏单元平行的金属行电极2的上表面和平行的金属列电极4的上下电极之间的电阻大小就可以反映压力的大小。
本发明的平行的金属行电极2与平行的金属列电极4由图形化的金属构成，与附于其上的绝缘保护层可采用标准的柔性电路板工艺制作。
本发明中碳纳米管/聚合物复合材料3采用溶液混合法制备。碳纳米管可选用单臂或多壁碳纳米管，基体材料可选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)等柔韧性较好的聚合物。碳纳米管与聚合物体系组合的原则是保证碳纳米管在聚合物中良好的分散。
碳纳米管/聚合物复合膜3的制备工艺过程为：在室温、常压下，把碳纳米管加入挥发性溶剂中超声分散，碳纳米管与溶剂的比例是1mg∶(10-80)ml；然后加入聚合物基体材料继续超声得到碳纳米管/聚合物混合溶液，碳纳米管与聚合物的质量比为(1-15)∶100；将混合溶液进行高速离心，得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液和沉淀，干燥离心得到的沉淀并称重以计算清液中碳纳米管在聚合物中的实际浓度；在上述清液中再加入聚合物基体材料，使碳纳米管与聚合物的质量比为(0.1-15)∶100，然后超声分散得碳纳米管/聚合物溶液；把碳纳米管/聚合物溶液注入预先放置了金属平行列电极4(或金属平行行电极2)的容器中，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在金属平行列电极4(或金属平行行电极2)表面形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜3。
在上述制得的碳纳米管/聚合物复合膜3表面上均匀涂布微量溶剂，使薄膜表面处于粘稠状，将金属平行行电极2或金属平行列电极4覆盖其上，施加压力并置入温控炉中升温并保持一段时间后，取出即得到本发明的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器。
本发明的有益效果是：碳纳米管/聚合物复合膜的压阻特性明显，碳纳米管的高长径比决定所需的碳纳米管含量极低，混入的碳纳米管不会明显改变聚合物基体材料的特性，碳纳米管/聚合物复合膜仍保持良好的柔韧性；由于碳纳米管本身具有较高的强度和导电性，碳纳米管/聚合物复合膜受压力作用时，碳纳米管之间的相互距离会随材料应变变化，碳纳米管自身并不会因为压力的作用而破坏。当撤去压力时，碳纳米管之间的接触状态会随聚合物基体材料的恢复而恢复，因而压阻特性表现出显著的稳定性。另外经过离心处理，碳纳米管在聚合物基体中分散均匀，复合材料的一致性好。
附图说明
图1阵列式柔性力敏传感器结构示意图；
图2阵列式柔性力敏传感器结构图；
图3阵列式柔性力敏传感器剖面示意图。
具体实施方式
实施例1
平行的金属行电极2与平行的金属列电极4及其第一绝缘保护层1与第二绝缘保护层5采用标准柔性电路板工艺加工，两电极表面镀金以改善与碳纳米管/聚合物复合材料3的接触特性，两电极厚度在20-60μm范围内均可。
采用羟基修饰的多壁碳纳米管A作为导电填充材料，选择SBS作为聚合物基体材料B；溶剂C采用体积比为1∶1的甲苯/丙酮混合液；
在室温、常压下，把碳纳米管A加入溶剂C中超声分散40分钟，碳纳米管与溶剂的比例是1mg∶40ml，超声功率300W；然后加入10倍于碳纳米管A质量的聚合物基体材料B，继续超声4小时得到含碳纳米管和聚合物的混合溶液D，将含碳纳米管和聚合物的混合溶液D进行高速离心(5000转/分，40分钟)，得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液E和沉淀F，干燥离心得到的沉淀F并称重以计算碳纳米管/聚合物清液E中碳纳米管在聚合物中的实际浓度；在上述碳纳米管/聚合物清液E中再加入聚合物B，使碳纳米管与聚合物基体材料的质量比为1∶100，然后超声分散3小时，得到碳纳米管/聚合物溶液G。
把碳纳米管/聚合物溶液G注入预先放置了制备有平行的金属列电极4的柔性电路板(第二绝缘保护层5)的容器中(所述第二绝缘保护层5上的金属列电极朝上)，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在柔性电路板(第二绝缘保护层5)表面形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜3；控制碳纳米管/聚合物溶液G的量，以使所得碳纳米管/聚合物复合膜3的厚度为100μm；
在上述制得的碳纳米管/聚合物复合膜3表面上均匀涂覆微量溶剂C，使膜表面处于粘稠状，将制备的附着在柔性电路板(第一绝缘保护层1)的平行的金属行电极2覆盖在粘稠状膜表面上(注意，要使平行的金属行电极2与平行的金属列电极4呈空间相交状分布，并以呈空间垂直相交状分布为佳)，施加1Mpa的压力并置入温控炉中升温至60℃并保持2小时后，取出即得到本发明的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：使用模量更小的PDMS作为聚合物基体材料，溶剂采用乙酸乙酯。制备过程同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1、2的区别在于：使用单臂碳纳米管作为导电填充材料，制备过程同实施例1、2。
实施例4
本实施例与实施例1、2、3的区别在于：在下柔性电路板5上的平行的金属列列电极4上和上柔性电路板1上的平行的金属列行电极2上分别沉积一层碳纳米管/聚合物复合膜3，再在两片碳纳米管/聚合物复合膜3表面上均匀涂布微量溶剂C使膜表面聚合物溶解，然后把两片沉积有碳纳米管/聚合物复合膜的膜层贴合在一起，施加1Mpa的压力并置入温控炉中升温至50℃范围并保持2小时后，即得到取出即得到本发明的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器；注意要保证平行的金属行电极2与平行的金属列电极4呈空间相交状分布，并以呈空间垂直相交状分布为佳。
实施例5
本实施例与前述实施例区别是：平行的金属列电极4和下绝缘保护层5采用标准柔性电路板工艺制造，碳纳米管/聚合物复合膜3沉积在该柔性电路板的平行的图形化金属列电极4上；在碳纳米管/聚合物复合膜3上表面溅射50nm平行的金或铜行电极2并图形化，然后再在平行的金属行电极2上表面涂覆一绝缘保护层1并烘干。
实施例6
本实施例与实施例5的区别是：碳纳米管/聚合物复合膜3沉积在硅片或玻璃片或塑料等平整基片上，凝固后剥离取下；在碳纳米管/聚合物力敏薄膜3上、下表面分别蒸镀10μm平行的金行电极2和列电极4并图形化，然后在平行的金属行电极2上表面上及平行的金属列电极4下表面上分别涂覆上绝缘保护层1与下绝缘保护层5。
Claims (5)
1.一种碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器，其包括：
一碳纳米管/聚合物复合膜(3)；
一图形化于所述碳纳米管/聚合物复合膜(3)上表面上的平行金属行电极(2)；
一图形化于所述碳纳米管/聚合物复合膜(3)下表面上的平行金属列电极(4)；
一附着于所述平行金属行电极(2)上表面上的上绝缘保护层(1)；和
一附着于所述平行金属列电极(4)下表面上的下绝缘保护层(5)；
所述平行金属行电极(2)与所述平行金属列电极(4)呈空间相交状分布，其空间相交的相交部分与该相交部分内包含的碳纳米管/聚合物膜构成阵列式柔性力敏传感器的力敏单元；其特征在于：
所述的碳纳米管/聚合物复合薄膜(3)为聚合物基体材料中均匀分散有碳纳米管的复合材料制成的膜；所述碳纳米管与所述聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；
所述聚合物基体材料为二甲基硅氧烷或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
2.按权利要求1所述的碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器，其特征在于，所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。
3.一种权利要求1所述碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器的制备方法，其步骤如下：
1)采用柔性电路板制作工艺，制作图形化于上绝缘保护层(1)下表面上的平行金属行电极(2)，所述平行金属行电极(2)厚度为20-60μm；
2)采用柔性电路板制作工艺，制作图形化于下绝缘保护层(5)上表面上的平行金属列电极(4)，所述平行金属列电极(4)厚度为20-60μm；
3)在室温和常压下，将碳纳米管加入至挥发性溶剂中进行超声分散处理20-60分钟，超声分散处理的超声功率为300W；所述挥发性溶剂为体积比为1∶1的甲苯和丙酮组成的混合溶剂或为乙酸乙酯溶剂；所述碳纳米管与挥发性溶剂的比例为1mg∶(10-80)ml；
4)再加入聚合物基体材料，继续超声处理2-6小时，得到含碳纳米管和聚合物基体材料的碳纳米管/聚合物混合溶液；所述碳纳米管和聚合物基体材料的质量比为(1-15)∶100；
将得到的碳纳米管/聚合物混合溶液进行4000-6000转/分的高速离心30-60分钟；得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液和对所得沉淀称重，并计算出碳纳米管/聚合物清液中的碳纳米管的实际浓度；
5)向上述碳纳米管/聚合物清液中再加入聚合物基体材料，使碳纳米管与聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；然后再超声分散2-4小时，得到碳纳米管/聚合物溶液；
6)将步骤2)制备的上表面图形化有平行金属列电极(4)的下绝缘保护层5放入一容器中，所述平行金属列电极(4)朝向容器开口；将得到的碳纳米管/聚合物溶液注入容器中，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在所述平行金属列电极(4)及下绝缘保护层(5)上表面上形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜(3)；所述碳纳米管/聚合物复合膜(3)厚度为50-150μm；
7)在一碳纳米管/聚合物复合膜(3)上表面上均匀涂覆微量溶剂，使碳纳米管/聚合物复合膜(3)的膜表面处于粘稠状；
将制备的图形化有平行金属行电极(2)的上绝缘保护层(1)的平行金属行电极(2)覆盖于碳纳米管/聚合物复合膜(3)表面之上，施加0.2-1.5Mpa的压力并置入温控炉中升温至50-70℃并保持1-3小时后，取出得到碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器；
所述平行金属行电极(2)与平行金属列电极(4)呈空间相交状分布，其空间相交的相交部分与该相交部分内包含的碳纳米管/聚合物膜构成阵列式柔性力敏传感器的力敏单元。
4.一种权利要求1所述碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器的制备方法，其步骤如下：
1)采用柔性电路板制作工艺，制作图形化于下绝缘保护层(5)上表面上的平行金属列电极4，所述平行金属列电极(4)厚度为20-60μm；
2)在室温和常压下，将碳纳米管加入至挥发性溶剂中进行超声分散处理20-60分钟，超声分散处理的超声功率为300W；所述挥发性溶剂为体积比为1∶1的甲苯和丙酮组成的混合溶剂或为乙酸乙酯溶剂；所述碳纳米管与挥发性溶剂的比例为1mg∶(10-80)ml；
3)再加入聚合物基体材料，继续超声处理2-6小时，得到含碳纳米管和聚合物基体材料的碳纳米管/聚合物混合溶液；所述碳纳米管和聚合物基体材料的质量比为(1-15)∶100；
将得到的碳纳米管/聚合物混合溶液进行4000-6000转/分的高速离心30-60分钟；得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液和对所得沉淀称重，并计算出碳纳米管/聚合物清液中的碳纳米管的实际浓度；
4)向上述碳纳米管/聚合物清液中再加入聚合物基体材料，使碳纳米管与聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；然后再超声分散2-4小时，得到碳纳米管/聚合物溶液；
5)将步骤2)制备的上表面图形化有平行金属列电极(4)的下绝缘保护层(5)放入一容器中，所述平行金属列电极(4)朝向容器开口；将得到的碳纳米管/聚合物溶液注入容器中，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在所述平行金属列电极(4)及下绝缘保护层(5)上表面上形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜(3)；所述碳纳米管/聚合物复合膜(3)厚度为50-150μm；
6)在碳纳米管/聚合物复合膜(3)上表面利用MEMS溅射或蒸镀工艺图形化20nm-20μm平行金属行电极(2)；
6)然后再在平行金属行电极(2)上表面涂覆一绝缘保护层(1)并烘干。
5.一种权利要求1所述碳纳米管/聚合物复合膜阵列式柔性力敏传感器的制备方法，其步骤如下：
1)在室温和常压下，将碳纳米管加入至挥发性溶剂中进行超声分散处理20-60分钟，超声分散处理的超声功率为300W；所述挥发性溶剂为体积比为1∶1的甲苯和丙酮组成的混合溶剂或为乙酸乙酯溶剂；所述碳纳米管与挥发性溶剂的比例为1mg∶(10-80)ml；
2)再加入聚合物基体材料，继续超声处理2-6小时，得到含碳纳米管和聚合物基体材料的碳纳米管/聚合物混合溶液；所述碳纳米管和聚合物基体材料的质量比为(1-15)∶100；
将得到的碳纳米管/聚合物混合溶液进行4000-6000转/分的高速离心30-60分钟；得到均匀分散的碳纳米管/聚合物清液和对所得沉淀称重，并计算出碳纳米管/聚合物清液中的碳纳米管的实际浓度；
3)向上述碳纳米管/聚合物清液中再加入聚合物基体材料，使碳纳米管与聚合物基体材料的质量比为(0.1-15)∶100；然后再超声分散2-4小时，得到碳纳米管/聚合物溶液；
4)将平整的硅片、玻璃片或塑料片置于敞口容器底部，把所述碳纳米管/聚合物溶液注入容器中，室温下蒸发溶剂；待溶剂完全挥发之后，在所述硅片、玻璃片或塑料片上表面上形成均匀的碳纳米管/聚合物复合膜(3)；调整所注入的碳纳米管/聚合物溶液的量，以保证所得碳纳米管/聚合物复合膜(3)厚度为50-150μm；凝固后剥离取下碳纳米管/聚合物复合膜(3)；
5)在碳纳米管/聚合物力敏薄膜(3)上、下表面分别利用MEMS溅射或蒸镀工艺图形化厚度为20nm-20μm的平行金属行电极(2)和平行金属列电极(4)并图形化；
6)然后在平行金属行电极(2)上表面上及平行的金属列电极(4)下表面上分别涂覆制备上绝缘保护层(1)与下绝缘保护层(5)并烘干。
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