CN110333012B - 一种阻变容变复合的二维应变传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻变容变复合的二维应变传感器及其制备方法，本发明提出的二维应变传感器采用平行板式电容器的上极板、绝缘电介质层、下极板三层结构设计，上下极板的导电材料选择具有微纳结构的金属、碳导电材料或者金属、碳混合导电材料，双极板图案均采用蛇形结构设计，电容器的上极板和下极板同时又作为阻变拉伸应变传感器。本发明通过容变现象检测水平方向拉伸应变，通过阻变现象检测竖直方向拉伸应变，采用阻变容变复合的形式对二维正交方向的拉伸应变进行检测，具有柔性、可拉伸的特性；且阻变拉伸传感器采用渗透导电网络结构，具有良好的灵敏度。

Description

一种阻变容变复合的二维应变传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及应变传感器件领域，具体地，涉及一种阻变容变复合的二维应变传感器及其制备方法。

背景技术

传统的拉伸应变计是基于压阻效应来检测物体所受到的作用力，使用金属膜、金属线以及半导体作为传感材料，由于金属及半导体材料具有很高的刚性，不能够发生较大的形变，而且不具有可拉伸的特性，导致基于金属及半导体材料的传统拉伸应变计即使能够具有很高的灵敏度，也只能用于很小的拉伸范围(小于5％)，不适用于未来的柔性电子器件、智能穿戴领域。

新型柔性可拉伸的应变传感器在近年来获得广泛关注，相较于传统的拉伸应变计它具有应用范围广、灵敏度高、拉伸范围大等特点，可以贴附于手臂、关节、皮肤等复杂的人体表面，在复杂的环境下可以保持良好的工作特性，所以在智能穿戴领域具有巨大的发展潜力，柔性可拉伸应变计的工作原理是：当外部作用力施加于物体上时，贴附在物体表面的柔性应变传感器的弹性基底会产生机械形变，从而使内部的柔性电极的微观结构发生改变，导致传感器的电学特性(如电阻、电容、电压等)发生变化，根据传感器电学特性与拉伸应变的对应关系便可以检测施加于物体上的应变大小。柔性可拉伸应变传感器件通常采用柔性高分子聚合物作为衬底，以具有微纳结构的金属、碳导电材料以及金属、碳混合导电材料作为柔性电极。

目前柔性可拉伸应变传感器检测二维方向的拉伸应变时通常是采用双层正交分布的电阻结构或者双层正交分布的叉指电容结构。正交图案的电阻式二维拉伸应变计需要上层、下层的电极图案中心对齐，对工艺要求较高；正交的叉指电容式二维拉伸应变计包含上下两层正交分布的叉指电容，在拉伸应变时双电容容易相互干扰，导致信噪比减小。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术中存在的问题，该器件首次提出了一种可以检测二维方向拉伸应变的阻变容变复合的柔性可拉伸应变传感器及相应的制备方法，该器件至少具有平行板式电容器的上极板、绝缘电介质层、下极板三层结构设计，同时兼具柔性可拉伸电阻式应变传感；该器件分别采用电容和电阻两种电学特性对二维正交的拉伸应变进行检测；该器件的电阻和电容共用同一个蛇形导电极板；该器件制作工艺简单，灵敏度良好，且具有柔性可拉伸的特性，提出了一种新型二维拉伸应变检测的解决方案。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

基于阻变容变复合的二维应变传感器至少由三层基本结构组成：蛇形导电下极板、绝缘电介质层、蛇形导电上极板，其中为了便于理解本发明中的均匀弯曲形状统一描述为蛇形。

蛇形导电下极板与蛇形导电上极板具有相同的制作工艺和结构设计，均选用高分子聚合物作为柔性可拉伸基底，选用具有微纳结构的导电物质作为蛇形导电极板的制作材料。在柔性基底上导电材料以水平线为基准轴形成均匀弯曲的蛇形图案的导电极板。当进行不同方向拉伸时，两个电极将表现出不同的电学性能。

其中，该器件阻变拉伸传感器即蛇形导电极板采用渗透导电网络结构，在特定方向拉伸时会产生裂缝结构，(该器件阻变拉伸传感器即蛇形导电极板采用喷涂、丝网印刷等工艺制成，使得具有微纳结构的金属或碳导电材料均匀的分布在柔性基底上，微观上导电材料纵横交错，形成网状渗透结构，当沿竖直方向拉伸时，渗透导电网络结构断裂，宏观上表现为电阻迅速增加，从而提高阻变拉伸传感器检测应变的灵敏度)提高灵敏度。

该器件在竖直方向进行拉伸应变时，可以通过电阻值的变化反映拉伸应变的大小：蛇形导电极板的导电材料均匀分布在柔性基底上，微观层面各个导电材料彼此交错形成导电通路，表现为稳定的电阻特性。当该器件受到竖直方向的外部作用力时，拉伸应变首先作用于柔性基底上，柔性基底将机械形变传递给蛇形导电极板的导电材料，在微观状态下相邻导电物质的间距发生变化，导致微纳导电材料之间的导电通路改变，从而在宏观现象上表现为电阻特性的变化。当该器件在竖直方向进行拉伸应变时，可以通过电阻值的变化反映水平方向拉伸应变的大小，同时蛇形图案沿水平线弯曲缠绕，等价于多个电阻特性的应变传感器的电阻大小串联相加，可以有效的提高该传感器阻变信号的稳定性。

该器件在水平方向进行拉伸应变时，可以通过电容值的变化反映拉伸应变的大小：蛇形导电下极板与蛇形导电上极板均采用以水平线为基准轴均匀弯曲的蛇形图案，当外部作用力沿水平方向进行拉伸时，由于蛇形结构设计，两个蛇形导电极板的电阻特性变化非常微小，导电性能稳定，适合作为平行板模式电容器的上极板和下极板。该器件受到拉伸应变时，蛇形导电下极板与蛇形导电上极板及绝缘电介质层的长度会增大，由于泊松效应，高分子聚合物基底与导电物质构成的蛇形导电下极板与蛇形导电上极板的宽度发生一定程度的减小，高分子聚合物构成的绝缘电介质层厚度在泊松效应的影响下也会发生一定程度的减小。平行板电容器的电容值大小与上极板与下极板的面积及拉伸长度成正比，与电介质层的厚度成反比，因此该器件在水平方向进行拉伸应变时，可以通过电容值的变化反映水平方向的拉伸应变。

所述的阻变容变复合的二维应变传感器，通过电阻特性检测竖直方向的拉伸应变，通过电容特性检测水平方向的拉伸应变，该器件蛇形导电下极板与蛇形导电上极板均可以对阻变信号进行检测，电容特性与电阻特性共用一个蛇形导电极板，因此可以通过阻变容变复合的形式实现二维正交方向拉伸应变的检测。

进一步地，蛇形导电下极板与蛇形导电上极板具有同样的电学特性，两者图案相同，两者之间通过绝缘电介质层进行隔离，同时上下完全相对形成平行板电容式拉伸应变传感器件的上极板和下极板。

进一步地，蛇形导电下极板与蛇形导电上极板均以柔性高分子聚合物作为基底，以金属或碳的微纳结构材料作为导电材料。

进一步地，蛇形导电下极板与蛇形导电上极板可以采用喷涂、丝网印刷等工艺，使得具有微纳结构的金属或碳导电材料均匀的分布在高分子聚合物基底上。

进一步地，绝缘电介质层采用高分子聚合物绝缘材料，隔绝蛇形导电下极板与蛇形导电上极板，同时具有柔性可拉伸的特性。

进一步地，从蛇形导电下极板与蛇形导电上极板中至少选择其中一个导电极板即作为竖直方向电阻式拉伸应变传感器，又作为水平方向电容式拉伸应变传感器的极板。

进一步地，电阻式拉伸应变传感器与电容式拉伸应变传感器存在一个公共的蛇形导电极板。

本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明提出的阻变容变复合的二维应变传感器，其蛇形导电下极板与蛇形导电上极板均可以作为电阻式应变传感器，同时蛇形导电下极板与蛇形导电上极板又作为电容式应变传感器的上极板和下极板，通过电阻特性和电容特性可以分别对竖直与水平二维方向的拉伸应变进行检测，首次实现了阻变容变复合的模式对二维应变传感的检测；采用柔性高分子聚合物作为导电电极的弹性基底，本发明具有柔性、可拉伸特性；采用喷涂、丝网印刷等工艺，在弹性基底上形成超薄的导电极板，其渗透网络保证阻变拉伸应变传感工作情形下具有很高的灵敏度特性，同时制作工艺简单，具有很好的发展前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本发明在实施例1阻变容变复合的二维应变传感器的结构示意图；

图2是本发明在实施例1阻变容变复合的二维应变传感器中阻变应变传感器的俯视图；

图3是本发明在实施例1阻变容变复合的二维应变传感器中容变应变传感器的截面图；

图4是本发明在实施例1阻变容变复合的二维应变传感器的三维立体视图；

图5是本发明在实施例1阻变容变复合的二维应变传感器的***视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图5，本实施例所实现的阻变容变复合的二维应变传感器采用平行板式电容器的蛇形导电上极板501、绝缘电介质层502、蛇形导电下极板503、封装层504的结构设计。

根据结构示意图1，蛇形导电上极板包含柔性基底104、银纳米线导电网络106、金属电极107；绝缘电介质层104又作为蛇形导电上极板的柔性基底；蛇形导电下极板包含柔性基底101、银纳米线导电网络102、金属电极103；封装层105采用聚二甲基硅氧烷对二维应变传感器进行封装。下面将具体介绍以银纳米线作为导电材料、铜作为金属电极、聚二甲基硅氧烷作为柔性基底、绝缘电介质层及封装层材料的阻变容变复合的二维应变传感器的制备工艺。整个制备流程由下至上进行，总体分为六个步骤：

(1)、柔性基底成分配比及制备方法：

选用聚二甲基硅氧烷(SYLGARD^TM 184Silicone Elastomer Kit)作为柔性基底材料。首先称取聚二甲基硅氧烷基液(SYLGARD^TM 184Silicone Elastomer Base)100质量份、聚二甲基硅氧烷交联剂(SYLGARD^TM 184Silicone Elastomer Curing Agent)10质量份倒入培养皿中，使用玻璃棒将聚二甲基硅氧烷基液与聚二甲基硅氧烷交联剂充分搅拌，直到两种溶液混合均匀，然后将其静置30分钟；30分钟之后将混合溶液放入真空泵中，除去混合溶液中存在的气泡，静置至聚二甲基硅氧烷混合溶液表面均匀水平；然后在烘箱中于75℃固化11分钟，得到如图1所示聚二甲基硅氧烷薄膜101。

(2)、蛇形图案掩膜制备方法：

首先使用激光切割机按照设计好的蛇形图案对25μm厚的聚酰亚胺薄膜进行切割，形成蛇形图案的聚酰亚胺掩膜；将蛇形图案的聚酰亚胺掩膜贴附在步骤1制成的聚二甲基硅氧烷薄膜柔性基底上，两者在范德瓦尔斯力(分子间作用力)作用下紧密贴合，然后对贴附了聚酰亚胺掩膜的氧烷薄膜柔性基底进行1分钟30秒的氧等离子处理。

(3)、蛇形导电下极板503制备方法：

蛇形导电极板选用银纳米线作为导电材料，首先取10ml银纳米线乙醇溶液(直径：70nm,长度:45μm,purity：>99.5％,浓度：5mg/ml，阿拉丁公司)倒入喷枪中。将步骤2制成的贴附了聚酰亚胺掩膜的聚二甲基硅氧烷薄膜柔性基底放置于60℃的加热板上，使用喷枪将银纳米线乙醇溶液喷涂至聚二甲基硅氧烷基底上，每隔1分钟喷涂四次，重复喷涂15个循环。从加热板上取下喷涂了银纳米线的柔性基底，并将其放入烘箱中，在100℃进行加热10分钟以增强银纳米线的导电性能。从烘箱中取出柔性基底，冷却之后从基底上撕下聚酰亚胺薄膜，从而获得导电性能良好的蛇形导电下极板503，此时采用金属铜电极贴附在蛇形图案的初始端和末尾端，金属铜电极即作为二线法检测拉伸传感器阻变信号的两个金属导电电极，又可以作为容变拉伸传感器的下极板的外接电极。

(4)、绝缘电介质层制备方法：

按照步骤1的配比配置聚二甲基硅氧烷溶液，不同之处在于除去混合溶液中存在的气泡之后，将液态的聚二甲基硅氧烷溶液倒在步骤3制成的蛇形导电下极板上方，静置至聚二甲基硅氧烷混合溶液表面均匀水平，然后在烘箱中于75℃固化11分钟，在蛇形导电下极板上方形成基于聚二甲基硅氧烷材料的绝缘电介质层104。

(5)、蛇形导电上极板制备方法：

蛇形导电上极板制备方法与步骤3蛇形导电下极板的制备方法基本相似，不同之处在于将步骤2制成的聚酰亚胺掩膜贴附在步骤4制备的绝缘电介质层上方，然后放置于60℃的加热板上，使用喷枪将银纳米线乙醇溶液喷涂至以聚二甲基硅氧烷材料形成的绝缘电介质层上，每隔1分钟喷涂四次，重复喷涂15个循环。从加热板上取下喷涂了银纳米线的包含蛇形导电下极板与绝缘电介质层的部分器件，并将其放入烘箱中，在100℃进行加热10分钟以增强银纳米线的导电性能。从烘箱中取出柔性基底，冷却之后从绝缘电介质层上撕下聚酰亚胺薄膜，从而获得导电性能良好的蛇形导电上极板501，然后采用金属铜电极贴附在蛇形图案的初始端和末尾端，金属铜电极即作为二线法检测拉伸传感器阻变信号的两个导电电极，又可以作为容变拉伸传感器的上极板的外接电极，阻变容变复合的二维应变传感器制备完成。

(6)、阻变容变复合的二维应变传感器封装方法：

按照步骤1的配比配置聚二甲基硅氧烷溶液，除去混合溶液中存在的气泡之后，将液态的聚二甲基硅氧烷溶液倒在步骤5制成的阻变容变复合的二维应变传感器的蛇形导电电极上方，静置至聚二甲基硅氧烷混合溶液表面均匀水平，然后在烘箱中于75℃固化11分钟，在蛇形导电上极板上方形成基于聚二甲基硅氧烷材料的封装层504。

当该器件在竖直方向即Y轴进行拉伸应变时，可以通过电阻值的变化反映拉伸应变的大小，蛇形导电极板的银纳米线导电材料203均匀分布在聚二甲基硅氧烷柔性基底上，当该器件受到Y轴方向的外部作用力时，拉伸应变首先作用于柔性基底上，柔性基底将机械形变传递给蛇形导电上极板203的银纳米线导电材料，通过电阻值的变化反映水平方向应变的大小，同时蛇形图案X轴方向弯曲缠绕，等价于多个电阻特性的应变传感器件的电阻串联相加，可以有效的提高该传感器阻变信号的稳定性。

该器件在水平方向即X轴方向进行拉伸应变时，可以通过电容值的变化反映拉伸应变的大小：蛇形导电下极板银纳米线导电材料301与蛇形导电上极板银纳米线导电材料302均采用以水平线为基准轴均匀弯曲的蛇形图案，当外部作用力沿X轴方向进行拉伸时，由于蛇形结构设计，两个蛇形导电极板的电阻特性变化非常微小，导电性能稳定，适合作为平行板模式电容器的上极板和下极板。该器件受到拉伸应变时，蛇形导电下极板与蛇形导电上极板及基于聚二甲基硅氧烷材料的绝缘电介质层304的X轴方向长度会增大，由于泊松效应，高分子聚合物基底305与导电物质构成的蛇形导电下极板与蛇形导电上极板的宽度发生一定程度的减小，高分子聚合物构成的绝缘电介质层304厚度在泊松效应的影响下也会发生一定程度的减小。平行板电容器的电容值大小与上极板与下极板的面积及拉伸长度成正比，与电介质层的厚度成反比，因此该器件在水平方向进行拉伸应变时，可以通过电容值的变化反映水平方向的拉伸应变。

本实施例中阻变容变复合的二维应变传感器采用平行板式3层结构设计，使用聚二甲基硅氧烷材料对二维应变传感器进行封装，分别采用容变和阻变的形式实现对X轴和Y轴二维方向拉伸应变的检测。采用喷涂工艺形成基于低密度的银纳米线导电材料渗透网络结构，因此本实施例中阻变容变复合的二维应变传感器具有柔性、可拉伸、透明的特性，同时还具有良好的灵敏度。

实施例2

蛇形导电上下极板的导电材料不只局限于使用具有微纳结构的金属材料，还可以选择使用具有微纳结构的金属碳材料，本实施例将介绍基于多壁碳纳米管导电材料的阻变容变复合的二维应变传感器的制备方法。

(1)、柔性基底成分配比及制备方法：与实施例1步骤1的制备方法相同。

(2)、蛇形图案掩膜制备方法：与实施例1步骤2的制备方法相同。

(3)、蛇形导电下极板制备方法：

蛇形导电下极板采用多壁碳纳米管作为导电材料，首先配置多壁碳纳米管水溶液：取多壁碳纳米管(内径：5-10nm，外径：10-20nm，长度：10-30um，纯度：98％，型号：M3，北京博宇高科新材料技术有限公司)50mg、去离子水10mL、SDS十二烷基硫酸钠50mg混合，超声波振荡处理1小时，使得多壁碳纳米管在水溶液中均匀分散从而获得5mg/mL的多壁碳纳米管水溶液。取多壁碳纳米管水溶液倒入喷枪中，将步骤2制成的贴附了聚酰亚胺掩膜的聚二甲基硅氧烷薄膜柔性基底放置于60℃的加热板上，使用喷枪将多壁碳纳米管水溶液喷涂至聚二甲基硅氧烷基底上，每隔1分钟喷涂四次，重复喷涂30个循环。从加热板上取下喷涂了多壁碳纳米管的柔性基底，并将其放入烘箱中，在100℃进行加热30分钟以增加多壁碳纳米管的导电性能。从烘箱中取出柔性基底，冷却之后从基底上撕下聚酰亚胺薄膜，从而获得导电性能良好的蛇形导电下极板，此时采用金属铜电极贴附在蛇形图案的初始端和末尾端，金属铜电极即作为二线法检测拉伸传感器阻变信号的两个金属导电电极，又可以作为容变拉伸传感器的下极板的外接电极。

(4)、绝缘电介质层制备方法：与实施例1步骤4的制备方法相同。

(5)、蛇形导电上极板制备方法：

蛇形导电上极板制备方法与步骤3蛇形导电下极板的制备方法基本相似，不同之处在于将步骤2制成的聚酰亚胺掩膜贴附在步骤4制备的绝缘电介质层上方，然后放置于60℃的加热板上，使用喷枪将5mg/mL的多壁碳纳米管水溶液喷涂至以聚二甲基硅氧烷材料形成的绝缘电介质层上，每隔1分钟喷涂四次，重复喷涂30个循环。从加热板上取下喷涂了多壁碳纳米管的包含蛇形导电下极板与绝缘电介质层的部分器件，并将其放入烘箱中，在100℃加热10分钟以增强多壁碳纳米管的导电性能。从烘箱中取出柔性基底，冷却之后从绝缘电介质层上撕下聚酰亚胺薄膜，从而获得导电性能良好的蛇形导电上极板，然后采用金属铜电极贴附在蛇形图案的初始端和末尾端，金属铜电极即作为二线法检测拉伸传感器阻变信号的两个导电电极，又可以作为容变拉伸传感器的上极板的外接电极，阻变容变复合的二维应变传感器制备完成。

(6)、阻变容变复合的二维应变传感器封装方法:与实施例1步骤6的制备方法相同。

本实施例中基于碳纳米管导电材料的阻变容变复合的二维应变传感器的工作原理与实施例1阻变容变复合的二维应变传感器的工作原理相同，可以实现分别采用容变和阻变的形式实现对X轴和Y轴二维方向拉伸应变的检测，具有柔性可拉伸的特性及较高的灵敏度。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种阻变容变复合的二维应变传感器，其特征在于，所述二维应变传感器包括：

从上至下依次层叠的：导电上极板、绝缘电介质层、导电下极板；导电上极板包括由下至上依次层叠的：柔性基底、导电网络、金属电极；导电上极板中的柔性基底同时作为所述绝缘电介质层；导电下极板包括由下至上依次层叠的：柔性基底、导电网络、金属电极；所述二维应变传感器通过容变现象检测水平方向的拉伸应变，通过阻变现象检测竖直方向的拉伸应变；导电上极板和导电下极板中的导电网络形状和结构均相同，导电网络均匀弯曲分布在柔性基底上，且金属电极贴附在导电网络的初始端和末尾端。

2.根据权利要求1所述的阻变容变复合的二维应变传感器，其特征在于，导电上极板外设有封装层。

3.根据权利要求1所述的阻变容变复合的二维应变传感器，其特征在于，导电上极板和导电下极板中的柔性基底均采用高分子聚合物绝缘材料。

4.根据权利要求1所述的阻变容变复合的二维应变传感器，其特征在于，上极板和下极板的导电材料均选择具有微纳结构的金属、碳导电材料或金属、碳混合导电材料。

5.根据权利要求2所述的阻变容变复合的二维应变传感器，其特征在于，封装层采用高分子聚合物绝缘材料。

6.一种权利要求1-5中任意一个所述阻变容变复合的二维应变传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：制备柔性基底；

步骤2：制备图案掩膜，并将图案掩膜贴合在步骤1制备的柔性基底上；

步骤3：将步骤2制成的柔性基底放置于加热板上，使用喷枪将银纳米线乙醇溶液喷涂至柔性基底上，从加热板上取下喷涂了银纳米线的柔性基底，并将其放入烘箱中，烘箱中加热后从烘箱中取出柔性基底，冷却之后从柔性基底上撕下聚酰亚胺薄膜，获得导电下极板，采用金属铜电极贴附在均匀弯曲图案的初始端和末尾端；

步骤4：在步骤3制备的导电下极板上制备绝缘电介质层；

步骤5：将步骤2制成的图案掩膜贴附在步骤4制备的绝缘电介质层上方，然后放置于加热板上，使用喷枪将银纳米线乙醇溶液喷涂至绝缘电介质层上，喷涂完成后器件并将其放入烘箱中，烘箱中加热后从烘箱中取出器件，冷却之后从绝缘电介质层上撕下聚酰亚胺薄膜，获得导电上极板，然后采用金属铜电极贴附在均匀弯曲图案的初始端和末尾端；

步骤6：对步骤5获得的阻变容变复合的二维应变传感器进行封装。

7.根据权利要求6所述的阻变容变复合的二维应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤1具体包括：选用聚二甲基硅氧烷作为柔性基底材料；首先称取聚二甲基硅氧烷基液100质量份、聚二甲基硅氧烷交联剂10质量份倒入培养皿中，使用玻璃棒将聚二甲基硅氧烷基液与聚二甲基硅氧烷交联剂充分搅拌，直到两种溶液混合均匀，然后将其静置；静置预设之间段之后将混合溶液放入真空泵中，除去混合溶液中存在的气泡，静置至聚二甲基硅氧烷混合溶液表面均匀水平；然后在烘箱中固化预设时间段，得到聚二甲基硅氧烷薄膜。

8.根据权利要求6所述的阻变容变复合的二维应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤2具体包括：首先使用激光切割机按照设计好的均匀弯曲图案对聚酰亚胺薄膜进行切割，形成均匀弯曲图案的聚酰亚胺掩膜；将均匀弯曲图案的聚酰亚胺掩膜贴附在步骤1制成的聚二甲基硅氧烷薄膜柔性基底上，两者在范德瓦尔斯力作用下紧密贴合，然后对贴附了聚酰亚胺掩膜的氧烷薄膜柔性基底进行氧等离子处理。

9.根据权利要求6所述的阻变容变复合的二维应变传感器的制备方法，其特征在于，

步骤3中的导电极板选用银纳米线作为导电材料，首先取银纳米线乙醇溶液倒入喷枪中；将步骤2制成的贴附了聚酰亚胺掩膜的聚二甲基硅氧烷薄膜柔性基底放置于加热板上，使用喷枪将银纳米线乙醇溶液喷涂至聚二甲基硅氧烷基底上，从加热板上取下喷涂了银纳米线的柔性基底，并将其放入烘箱中，从烘箱中取出柔性基底，冷却之后从基底上撕下聚酰亚胺薄膜，采用金属铜电极贴附在均匀弯曲图案的初始端和末尾端，金属铜电极即作为二线法检测拉伸传感器阻变信号的两个金属导电电极，同时作为容变拉伸传感器的下极板的外接电极；

步骤5中的导电上极板制备方法为：

将步骤2制成的聚酰亚胺掩膜贴附在步骤4制备的绝缘电介质层上方，然后放置于加热板上，使用喷枪将银纳米线乙醇溶液喷涂至以聚二甲基硅氧烷材料形成的绝缘电介质层上，从加热板上取下喷涂了银纳米线的包含导电下极板与绝缘电介质层的部分器件，并将其放入烘箱中，从烘箱中取出柔性基底，冷却之后从绝缘电介质层上撕下聚酰亚胺薄膜，获得导电性能良好的蛇形导电上极板，然后采用金属铜电极贴附在均匀弯曲图案的初始端和末尾端，金属铜电极即作为二线法检测拉伸传感器阻变信号的两个导电电极，同时作为容变拉伸传感器的上极板的外接电极。

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