本技术涉及传感器制造，尤其涉及一种应用于传感器的多维度导电网络构筑方法和传感器。
背景技术：
1、近年来，基于纳米技术、柔性电子技术、人工智能技术的支撑作用，受可穿戴技术、电子皮肤、人机接口和软体机器人等新型应用领域的牵引，柔性形变传感器受到学界和产业界的空前关注。为了普适于高灵敏触觉和大幅度形变传感的应用场景，柔性形变传感器需要同时承担高精度触觉、大幅度体态检测和长期高频的工作强度。
2、目前，由多种纳米级敏感材料驱动的柔性形变传感器，在灵敏度和探测范围上已经堪比甚至超越了人类皮肤的自然感知能力。尽管取得了这样的进展，目前的传感器仍然面临一个根本性挑战：在保证极高灵敏度的同时，难以维持长期的稳定性和可靠性，尤其是在需要频繁经历大幅度形变的使用条件下。原因是：高的灵敏度要求柔性形变传感器的导电网络在小应变下表现出显著的结构变化，即结构被破坏；而高稳定性则要求导电网络的活性材料保持结构的完整性，即在较大的拉伸应变和高频加载循环中保持有效的导电通路。这种灵敏性与稳定性的内在冲突，导致传感器的响应一致性随时间推移而下降，成为阻碍其从实验室研究向实际应用跨越的一大障碍。
3、因此，迫切需要一种能够协同提升柔性形变传感器的灵敏度与可靠性的方案。
技术实现思路
1、本技术提供了一种应用于传感器的多维度导电网络构筑方法和传感器，能够协同提升柔性形变传感器的灵敏度与可靠性。
2、第一方面，提供了一种应用于传感器的多维度导电网络构筑方法，包括：
3、制备弹性基体；
4、在弹性基体表面涂覆零维的碳基纳米颗粒；
5、采用微波加热的方式将碳基纳米颗粒嵌入弹性基体表面；
6、在嵌入了碳基纳米颗粒的弹性基体表面上，涂覆混合均匀的碳纳米管前驱物和成碳催化剂；
7、采用微波加热的方式使碳纳米管前驱物在成碳催化剂的催化作用下生长成森林状碳纳米管，森林状碳纳米管和碳基纳米颗粒构成传感器的多维度导电网络。
8、在一种可行的设计中，采用微波加热的方式使碳纳米管前驱物在成碳催化剂的催化作用下生长成森林状碳纳米管，包括：
9、根据碳纳米管的生长速度需求和/或形貌需求，设置微波调控参数，微波调控参数包括以下参数的一种或多种：
10、微波功率、微波频率、微波作用时间；
11、基于微波调控参数，采用微波加热的方式使碳纳米管前驱物在成碳催化剂的催化作用下生长成森林状碳纳米管。
12、在一种可行的设计中，形貌需求包括碳纳米管的直径需求、碳纳米管的长度需求和碳纳米管的密度需求，根据碳纳米管的生长速度需求和/或形貌需求，设置微波调控参数，包括：
13、根据碳纳米管的生长速度需求、碳纳米管的直径需求、碳纳米管的长度需求和碳纳米管的密度需求，设置微波功率为大于或等于600w且小于或等于900w的值，微波频率的值为2450mhz，微波作用时间为小于1min的值。
14、在一种可行的设计中，弹性基体的材料包括聚二甲基硅氧烷，制备弹性基体包括：
15、将10:1比例的预聚体溶液和固化剂配制的聚二甲基硅氧烷抽完真空之后，使用甩胶机在玻璃片上旋涂一层聚二甲基硅氧烷薄膜；
16、将玻璃片放入烘箱进行烘干固化，烘箱的烘干温度为60℃，烘箱的烘干时间为2h。
17、在一种可行的设计中，弹性基体的材料包括ecoflex，制备弹性基体包括：
18、取ecoflex胶a和胶b各5g，并混合在容器中，通过搅拌，使ecoflex胶a和胶b混合均匀；
19、将装有ecoflex胶a和胶b的容器放入压强为-0.06mpa的真空室中进行脱气以去除气泡，其中，进行脱气的时间为10min；
20、将未固化的ecoflex胶体旋涂在玻璃片上，其中，旋涂的速度为 50rad/min，旋涂的时间为10s；
21、将玻璃片上的ecoflex胶体放在室温下水平静置固化1h。
22、在一种可行的设计中，弹性基体的材料包括热塑性聚氨酯橡胶，制备弹性基体包括：
23、将2.5g热塑性聚氨酯橡胶颗粒加入到12ml溶液中，溶液由n,n-二甲基甲酰胺和四氢呋喃按照1:1的体积比混合而成；
24、在60℃环境中搅拌溶液5h至热塑性聚氨酯橡胶完全溶解；
25、将未固化的热塑性聚氨酯橡胶胶体旋涂在玻璃片上，其中，旋涂的速度为50rad/min，旋涂的时间为10s；
26、将涂有热塑性聚氨酯橡胶胶体的玻璃片放入烘箱中进行烘干固化，其中，烘箱的烘干温度为60℃，烘箱的烘干时间为2h。
27、在一种可行的设计中，通过以下步骤获取混合均匀的碳纳米管前驱物和成碳催化剂：
28、将2g二茂铁颗粒溶解在100ml的1m盐酸溶液中，磁力搅拌盐酸溶液5min，二茂铁颗粒即成碳催化剂；
29、将预设重量的聚吡咯加入盐酸溶液中，聚吡咯即碳纳米管前驱物；
30、在持续搅拌直至盐酸溶液达到均一状态后，添加2.3g过硫酸铵以引发聚合反应；
31、聚合反应结束后，对生成的聚吡咯、二茂铁复合沉淀物进行抽滤、洗涤、干燥，进而得到混合均匀的碳纳米管前驱物和成碳催化剂。
32、第二方面，提供了一种传感器，包括弹性基体和多维度导电网络；
33、多维度导电网络由零维的碳基纳米颗粒和三维的森林状碳纳米管构成；
34、碳基纳米颗粒通过微波加热的方式嵌入弹性基体表面；
35、森林状碳纳米管通过微波加热碳纳米管前驱物和成碳催化剂的方式，生长并嵌入碳基纳米颗粒的弹性基体表面上。
36、在一种可行的设计中，弹性基体的材料包括以下材料的一种或多种：
37、聚二甲基硅氧烷、ecoflex、热塑性聚氨酯橡胶。
38、本技术基于微波热效应通过加速极性分子在高强度电场中的极化旋转，高效转化微波辐射为热能，展现出快速、高效且具有选择性加热的独特优点，提出了采用基于微波热效应的微波加热技术构筑传感器的多维度导电网络的方法。其中，微波加热技术包括微波焊接技术和微波热催化技术。
39、具体地，由于微波焊接技术利用碳质材料作为焊接介质，能够实现对陶瓷及热塑性塑料等材料的高精度焊接，所形成的焊接点强度甚至超越原材料。本技术采用微波加热技术中的微波焊接技术将碳基纳米颗粒嵌入所述弹性基体表面，使零维的碳基纳米颗粒与弹性基体表面稳固结合，形成了对微裂纹极为敏感的表层，提升了柔性形变传感器的灵敏性。在嵌入了碳基纳米颗粒的弹性基体表面上，采用微波加热技术中的微波热催化技术促进含碳纳米管前驱物的材料在催化剂辅助下进行快速热解反应，从而高效生产出与弹性基体表面稳固结合的三维的森林状碳纳米管，构建出一种独特的“零维+三维”的复合敏感导电网络结构。由于本技术通过热催化原位生长技术促进碳纳米管在弹性基体上形成更加立体和有序的结构，而非仅仅是二维平面的随机铺设，这种有序性提高了复合材料的拉伸性能和恢复性能。因此，本技术中的三维的森林状碳纳米管能够增强导电网络结构的稳定性，尤其是在经历形变后能更好地保持原有形态，增强了导电网络结构的可靠性。并且，上述方法对于吸波导电网络具有普适性，可实现高密度导电通路的嵌入，从根本上解决导电网络层粘合不牢、脱落失效等问题。
40、综上，本技术利用微波热效应构建出复杂的多维度碳基导电网络，通过微波加热确保导电网络与弹性基体的稳固结合，实现了同步增强柔性形变传感器的灵敏度与长期工作可靠性。
1.一种应用于传感器的多维度导电网络构筑方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用微波加热的方式使所述碳纳米管前驱物在所述成碳催化剂的催化作用下生长成森林状碳纳米管，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述形貌需求包括碳纳米管的直径需求、碳纳米管的长度需求和碳纳米管的密度需求，所述根据碳纳米管的生长速度需求和/或形貌需求，设置微波调控参数，包括：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性基体的材料包括聚二甲基硅氧烷，所述制备弹性基体包括：
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性基体的材料包括ecoflex，所述制备弹性基体包括：
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性基体的材料包括热塑性聚氨酯橡胶，所述制备弹性基体包括：
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，通过以下步骤获取混合均匀的碳纳米管前驱物和成碳催化剂：
8.一种传感器，其特征在于，包括弹性基体和多维度导电网络；
9.根据权利要求8所述的传感器，其特征在于，所述弹性基体的材料包括以下材料的一种或多种：
