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柔性压力传感器具有轻量化、便捷化和集成度高等特点,在电子皮肤、人机界面、医疗健康和智能机器人等领域具有十分重要的意义。目前,柔性压力传感器已经得到了广泛研究,针对不同的应用要求,通过引入不同的转换原理和提出不同的结构来设计高性能柔性压力传感器,有些新型柔性压力传感器更是具备自供电、自愈合和生物降解的能力。目前柔性压力传感器的研究存在的主要问题是成本高、能耗大、工艺复杂、不易批量生产,这些问题严重限制了柔性压力传感器在现实中的应用。为了克服这些问题,本文提出了一种基于多孔聚二甲基硅氧烷(PDMS,polydimethylsiloxane)/多壁碳纳米管(MWCNTs,multi-walled carbon nanotubes)的柔性压力传感器,并分别从设计原理、制备工艺和传感特性等方面展开系统研究。本文主要研究内容如下:(1)PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。采用溶剂蒸发法,经过超声分散和磁力搅拌,制备了一种PDMS/MWCNTs复合材料。SEM形貌表明,MWCNTs均匀分散在PDMS中,未发生明显的团聚现象,MWCNTs相互搭接形成导电网络。将PDMS/MWCNTs复合材料进行切片处理,涂覆导电银浆作为电极,制备成规格统一的PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。搭建测试平台,对PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的传感特性进行测试分析。测试结果表明,MWCNTs为PDMS的8 wt%时,PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的灵敏度最高,在0-10 kPa压力范围内灵敏度为0.033kPa-1,同时响应迅速(响应时间和恢复时间分别为47 ms和85 ms),并且在经过1000次的循环加载后依然输出稳定。(2)多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。基于上述研究,利用碳酸氢铵受热易分解生成气体的特性,提出了一种多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的制备方案。在制备PDMS/MWCNTs复合材料的过程中掺杂碳酸氢铵颗粒,碳酸氢铵受热分解产生气体,气体留在PDMS/MWCNTs复合材料中,从而得到多孔结构的PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。通过掺杂不同含量碳酸氢铵制备不同孔隙数量的多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器,并测试其传感特性。测试结果表明:掺杂5 wt%碳酸氢铵制备的多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的灵敏度最大,灵敏度曲线分为两个阶段,0-6 kPa压力范围内的灵敏度达到了0.126 kPa-1,是PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的4倍;压力增大到6 kPa之后,灵敏度有所减小。此方案明显提高柔性压力传感器灵敏度的同时,稳定性、迟滞性、响应时间和恢复时间几乎不受影响,且成本低、工艺简单、易于批量生产。