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压力传感器能将应力作用转化为电学信号,所以在自动化控制、医疗诊断、机械结构诊断、声波检测、触摸屏和人工智能领域具有重要的应用潜力。其中使用PDMS等柔性材料为衬底制备的柔性压力传感器具有适应异形曲面、耐弯折的特点,所以比传统压力传感器能适应更多应用环境从而成为研究热点。本文设计一种以PDMS(聚二甲基硅氧烷)为衬底,以CNT(碳纳米管)薄膜为导电层的具有空气槽结构的对电极式柔性电阻压力传感器。为了制备CNT/PDMS柔性导电薄膜,本文先将CNT分散在SDS分散液中并提取了上清液,再在MCE滤膜上抽滤CNT分散液制备出CNT薄膜。然后使用丙酮试剂溶解MCE滤膜剥离CNT薄膜,再转移至制备好的PDMS薄膜上形成CNT/PDMS柔性导电薄膜。为了制备微纳结构的柔性压力传感器,本文还使用毛玻璃作为模板制备具有微纳结构的PDMS薄膜并制备相应具有微纳结构的CNT/PDMS柔性导电薄膜。为了分析CNT薄膜以及CNT/PDMS薄膜理化特性,本文使用SEM,拉曼光谱以及四探针方阻测试仪等方法测试薄膜。测试发现制备出的CNT薄膜均匀而且导电性良好,制备出平板结构CNT/PDMS复合柔性导电薄膜的薄膜之间结合牢固没有明显界限。为了对比不同结构柔性压力传感器性能和分析空气槽结构对柔性压力传感器的性能影响,本文组装了传统平板结构柔性压力传感器、单层PDMS薄膜支撑层的空气槽结构柔性压力传感器、双层PDMS薄膜支撑层的空气槽结构柔性压力传感器以及微纳结构柔性压力传感器。然后测试了这四种结构的器件的固定压强下响应度、稳定性、灵敏度和最低检测压强,并进行了对比。测试发现具有空气槽结构的柔性压力传感器在相同的测试压强下响应度更高,稳定性更好。同时使用单层PDMS薄膜作为支撑层的空气槽结构的柔性压力传感器在四种结构传感器中,灵敏度在低压强测试范围(1~5Pa)和高压强测试范围(5~100Pa)均为最高,分别为58.90kPa-1和0.66kPa-1,同时具有最低检测压强1Pa。研究结果说明合理空气槽结构能够提高器件的性能。最后本文针对空气槽结构的柔性压力传感器建立了简单的模型,并使用Matlab计算了器件在不同测试压强的响应度。仿真结果与器件测试曲线基本相近。