优化研究：柔性压力传感器在物联网智慧交通中的应用

"物联网-智慧交通-对电极式柔性压力传感器制备及器件结构优化研究" 本文详述了对电极式柔性压力传感器在物联网智慧交通领域的应用前景及其制备工艺与性能优化的研究。压力传感器作为一种能将物理压力转换为电信号的装置，广泛应用于自动化控制、医疗、机械诊断、声波检测以及人机交互等领域。特别是在物联网智慧交通中，这种传感器因其柔性、可弯曲的特性，能适应各种复杂环境，为智能交通系统提供关键的数据支持。 研究中采用PDMS（聚二甲基硅氧烷）作为基底材料，因其优良的柔韧性和生物相容性，使得传感器能够承受弯曲和变形而不影响性能。此外，通过碳纳米管（CNT）薄膜作为导电层，增强了传感器的导电性和敏感度。在制备过程中，首先利用SDS溶液分散CNT，然后通过抽滤法在MCE滤膜上形成CNT薄膜，接着用丙酮溶剂将CNT薄膜转移到PDMS薄膜上，形成CNT/PDMS柔性导电薄膜。通过SEM（扫描电子显微镜）、拉曼光谱和四探针方阻测试仪等工具，对薄膜的结构和电性能进行表征，证实了所制备的CNT/PDMS复合薄膜具有良好的均匀性和导电性。 为了进一步提升传感器的性能，研究引入了空气槽结构。利用毛玻璃作为模板，制备出具有微纳结构的PDMS薄膜，进而制造出具有微纳结构的CNT/PDMS柔性导电薄膜。这种结构的传感器在压力响应、稳定性和灵敏度方面表现出优越性能。实验结果显示，空气槽结构的传感器在相同压力下具有更高的响应度和更好的稳定性。特别地，单层PDMS支撑的空气槽结构传感器在低压强（1~5Pa）和高压强（5~100Pa）范围内，其灵敏度分别达到58.90kPa-1和0.66kPa-1，且具有最低检测压强1Pa的优势。 最后，研究者建立了一个简化的模型，利用Matlab模拟了空气槽结构传感器在不同压力下的响应度，模拟结果与实际测试数据吻合，验证了模型的有效性。这些研究结果表明，优化的空气槽结构对于提高传感器性能至关重要，对于物联网智慧交通领域中实时、准确的压力监测具有重要意义。 关键词：柔性压力传感器，碳纳米管薄膜，空气槽结构，物联网，智慧交通