感知“利”器｜柔性自供电加速度传感器
2017-03-20 21:39:09 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
本发明提供一种柔性自发电式加速度传感器，具有可自发电自供给、可弯折、成本低、制作工艺简单、具有良好的抗摔性和防水性的优点。
工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，专利已不仅仅是创新的一种保护手段，它已成为商业战场中的利器。麦姆斯咨询倾情打造MEMS、传感器以及物联网领域的专利运营平台，整合全产业链知识产权资源，积极推动知识产权保护与有效利用。
随着材料科学和信息技术的不断进步，便携式设备得到了前所未有的发展，出于对其柔韧性、抗摔等特定性能的要求，柔性电子学迎来了春天。传统工艺制造的MEMS器件是基于硬性材料上，对于柔性材料的贴合与测量存在一定问题。为了满足这种需要，可贴附、可穿戴、便携式、可折叠的柔性器件的设计与制作成为了研究热点。
与此同时，物联网时代带来了大数据和传感器应用大爆发。有数据显示，2020年全球将有500亿的器件会被连接到网络，其中10%的传感器采用无线连接。如果使用电池供电，将造成巨大的浪费和生态污染。此外，很多传感器的部署和场景往往不太适合或者不方便经常更换电池。
随着环境逐渐恶化以及资源不断枯竭，人们对节约能源和保护环境的关注越来越多。海水的潮起潮落、风的此起彼伏等等，地球上能量无处不在，但对于能量的合理收集以及应用却少之又少。目前尚缺乏一种可以充当机械能转化为电能的媒介，来实现能量采集功能的加速度传感器。
本专利提出了一种新颖的柔性摩擦发电加速度传感器，不仅不需外界能源实现自供电，而且不用任何保护结构可以承受15000 g加速度的冲击，将MEMS技术和柔性电子学相结合，为自供能、抗高冲击加速度传感器的研究和应用提供了新思路。
【推荐发明专利】
《柔性自发电式加速度传感器结构与制造方法》
【技术背景】
日常生活中常出现摩擦起电效应，毛皮与橡胶棒、丝绸与玻璃棒、头发与尺子之间的相互接触摩擦能产生成百上千的静电，有时候人接触后会有触电般的感觉，甚至在电子元器件中也需要专门的静电防护。
这反映了大众对摩擦起电现象的忽视甚至排斥，但是如何利用合理的技术手段来综合处理应用这些广为诟病的静电效应，做到收集毫不起眼的静电能，同时也实现变废为宝实现目标要求是新时期MEMS器件研究的新方向。
现有的MEMS加速度传感器，譬如电容式和压阻式等，都是基于硅等材料，并未用到柔性材料，同时也无法做到自供给。
【发明内容】
本发明提供一种柔性自发电式加速度传感器，具有可自发电自供给、可弯折、成本低、制作工艺简单、具有良好的抗摔性和防水性的优点。
本技术方案包括：质量块和功能薄膜，所述功能薄膜包括层叠设置并连接的第一电极层、第一摩擦层、第二摩擦层和第二电极层。所述第一电极层固定于质量块。第一摩擦层和第二摩擦层通过锥体阵列结构粘接。
质量块为柔性自发电式加速度传感器提供主要质量，在加速度运动时作为功能薄膜提供外部压力，启动柔性自发电式加速度传感器。柔性自发电式加速度传感器在进行加速度运动时，第一摩擦层、第二摩擦层及其表面的锥体阵列结构相互摩擦，利用静电感应原理，一种材料将由于摩擦后更易失去电子而带上正电荷，另一种材料将更易得到电子而带上负电荷，通过两个电极材料可以得到一个随加速度变化的电势差。
第一电极层或第二电极层接地用于防止信号干扰。由于采用绝缘柔性的高分子聚合物材料，使得柔性自发电式加速度传感器可贴附、可弯折，并具有良好的抗摔性和防水性。
【其它柔性器件相关专利】
《一种柔性温度传感器的制作方法》
《一种柔性电容式触觉传感器的制作方法》
《一种可定制多维度高密度柔性脑部电极及其制作方法》
《一种将石墨烯转移到柔性衬底的方法》
【相关报告】
《有机薄膜晶体管（OTFT）：柔性显示及其它应用-2016版》
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