摘要
近年来，可贴合皮肤的柔性传感器在机器人技术、可穿戴电子与健康生理指标监控系统、人机交互接口等方面具有巨大应用潜力。柔性传感器能够更好的贴合像皮肤一样的复杂曲面，也可获得更加精确的测量结果。在几种常见传感器类型中，温度传感器阵列尤其值得重视，因为其在几个关键的潜在应用中起着重要作用，例如电子器件的热量监控，人体温度分布表征和物流、冷链过程的智能监控。关于柔性传感器的制备技术，印刷法是一种区别于传统高耗能、高污染、高成本的光刻技术的一种新颖制造方式，因其绿色、低成本等特点，这种将传统印刷方法和现代电子学相结合的印刷电子学获得了越来越多的关注，但也面临着分辨率低等问题。在众多的印刷方法中，电流体喷墨打印技术是一项很有前途的技术。与传统的压电喷墨印刷方法相比，它可以将印刷分辨率提高两个数量级，因此可以制造高性能、高分辨率的柔性电子产品，实现印刷电子产品的微型化、集成化。 本文在现有的已经发展成熟的各种印刷方法的基础上，研究了使用电流体喷墨打印法制备高分辨率柔性温度传感器阵列，实现了器件的全印刷制造。研究内容包括以下两个方面： 1.通过对电流体喷墨打印的各个参数进行调整，优化打印条件。通过在PEN柔性基底上旋涂水溶性材料PVA的方式，提供了一条广泛适用于改善亲水性墨水在疏水性基底上的印刷效果的方法。并且设计了一种基于金属电阻与温度的关系、通过电流体喷墨打印技术制备的柔性温度传感器，其线宽为8微米左右，并且电阻-温度线性度良好，能够实现对多种场景的温度的探测。 2.在完成单个器件制备表征后，进一步通过电流体喷墨打印技术在一个1平方英寸的柔性基底上制备了8×8温度传感器阵列。通孔作为传感器阵列的一部分，其用途是连接来自不同层的导线。本文通过在电流体喷墨打印机上使用高电压，在柔性基底上烧制出直径小于5微米的通孔，与其他基于非光刻技术的技术相比，此方法的分辨率有了很大的改进。随后，本文通过对传热进行有限元仿真验证热源对阵列中邻近传感器读数的影响，以此证明我们设计的可靠性。最后，为了展示柔性温度传感器阵列的实际应用效果，本文展示了柔性温度传感器阵列在对热源固体的温度探测、人体体温分布的探测等工作。
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