CN111307107B - 一种效果可视化的仿生超敏应变传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种效果可视化的仿生超敏应变传感器及其制备方法，该应变传感器包括由上而下依次设置的热致变色层、导电功能层以及用于应变感知的裂缝结构层；其中热致变色层具有规则排布的孔洞结构；裂缝结构层的上表面具有规则有序的裂缝阵列结构，裂缝结构层的上表面为裂缝结构层靠近导电功能层一侧的表面；导电功能层具有两个电极，分别设置在导电功能层的两端。本发明利用裂缝结构层的裂缝侧壁在变形过程中重复张开‑闭合，实现灵敏感知外界微小应变，极大地提高应变感知灵敏度和柔性，克服传统刚性传感器存在的疏察问题，当仿生超敏应变传感器发生形变后，通过焦耳热改变温度，使得热致变色层颜色发生改变，实现应变效果可视化。
Description
技术领域
本发明涉及柔性传感器技术领域，尤其涉及一种效果可视化的仿生超敏应变传感器及其制备方法。
背景技术
近年来，人与各类电子产品之间的交互越来越多，对广大用户来说，将传感器监测得到的信号转换成可以清晰识别的信号，如颜色、质地、声音和味道等变得越来越重要。这就要求传感元件可以精确检测到外界或体表信号刺激，并迅速转换成各种可以被用户直接识别的信息。
目前，应变传感器接收微小刺激，实现信号可视化在各种精细的领域需求极大，如医疗设备，包括肿瘤生长监测、临床病患的心率监测、呼吸监测和安全设备，包括管道的裂缝检测和移动电池的故障/爆炸检测。随着清晰信号识别的重要性日益突出，采用机械信号的可视化，实时监控传感元件的工作状态，面临着巨大的挑战。为实现机械信号的读取与识别，传统的手段往往需要复杂的信号处理电路与传感器配合，操作繁琐、耗时，并且还需要具有高功耗的数据采集系统。另外，当前应变传感元件灵敏度系数不足，无法检测特定工况下的微小应变，或者受自身材料性质的影响，无法完美贴合物体表面，存在传感器“疏察”的现象。
基于上述，现有技术中对于微小刺激的检测与接收存在灵敏度系数不足，无法对检测结果实时可视化的问题。
上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种效果可视化的仿生超敏应变传感器及其制备方法，解决现有技术中对于微小刺激的检测与接收存在灵敏度系数不足，无法对检测结果实时可视化的问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一方面，本发明提供一种效果可视化的仿生超敏应变传感器，其包括：
由上而下依次设置的热致变色层、导电功能层以及用于应变感知的裂缝结构层；
其中所述热致变色层具有规则排布的孔洞结构；
裂缝结构层的上表面具有规则有序的裂缝阵列结构，所述裂缝结构层的上表面为所述裂缝结构层靠近所述导电功能层一侧的表面；
所述导电功能层具有两个电极，分别设置在导电功能层的两端。
在本发明的一种示例性实施例中，所述热致变色层具有三维孔洞结构，孔径为150～200μm，孔洞的间距为50～100μm。
在本发明的一种示例性实施例中，所述裂缝阵列结构中包括多个裂缝，其中裂缝的宽度为2～5μm，裂缝的间隔为10～15μm，裂缝的深度为3～4μm。
另一方面，本发明还提供一种效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，包括：
S1：制作具有规则排布圆柱结构的第一模板；
S2：将至少三种热变色颜料与聚二甲基硅氧烷PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合，加入固化剂得到柔性热变色复合物；
S3：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上并进行固化，从所述第一模板上剥离得到热致变色层；
S4：制备表面具有裂缝反结构的第二模板，将柔性材料涂覆在所述第二模板上并进行固化，从所述第二模板上剥离得到裂缝结构层，且在裂缝结构层因剥离露出的上表面形成规则有序的裂缝阵列结构；
S5：采用溅射工艺在裂缝结构层的上表面沉积金属层，形成导电功能层；
S6：将步骤S3得到的所述热致变色层和步骤S5得到的沉积有导电功能层的裂缝结构层利用硅烷偶联剂连接，得到仿生超敏应变传感器。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S1包括：
利用激光打标机或光刻技术在金属片的表面形成规则排布的圆柱结构，得到第一模板，圆柱的直径为150～200μm，圆柱的间距为50～100μm。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S2包括：
S21：取22℃、31℃、33℃、45℃温度的四种热变色颜料；
S22：将所述四种热变色颜料与PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合；
S23：在步骤S22中的混合物按照质量比为10：1的比例加入固化剂进行混合，得到所述柔性热变色复合物。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S3包括：
S31：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上，在0.1个大气压下进行真空干燥；
S32：对步骤S31真空干燥后的柔性热变色复合物在120℃下加热2小时进行固化；
S33：将固化后的薄膜从所述第一模板上剥离，得到具有三维孔洞结构的所述热致变色层。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S4包括：
S41：利用离子聚焦术在金属片表面切割出规则的裂缝结构，其中裂缝的宽度为2～5μm，裂缝的间隔为10～15μm，裂缝的深度为3～4μm；
S42：利用环氧树脂AB胶的A、B两组份按照质量比为3:1的比例均匀混合，并进行真空干燥；
S43：将混合并真空干燥后的环氧树脂AB胶涂覆在预制模板的表面，并在60℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝反结构薄膜的第二模板，薄膜的厚度为500μm；
S44：将PDMS的预聚物与固化剂按照质量比为10：1的比例进行混合，并进行真空干燥，得到柔性材料；
S45：将所述柔性材料涂覆在所述第二模板的表面，并在80℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝结构的PDMS薄膜，薄膜的厚度为400μm；
S46：将所述PDMS薄膜从所述第二模板上剥离，得到所述裂缝结构层，裂缝结构层因剥离露出的上表面形成有规则有序的裂缝阵列结构。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S6包括：
S61：在所述热致变色层的下表面均匀涂覆硅烷偶联剂，压在所述沉积有导电功能层的裂缝结构层的上表面，得到压合结构；
S62：将所述压合结构在120℃下固化1小时，得到仿生超敏应变传感器。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明实施例提供的效果可视化的仿生超敏应变传感器及其制备方法，利用裂缝结构层的裂缝侧壁在变形过程中重复张开-闭合，实现灵敏感知外界微小应变，极大地提高应变感知灵敏度和柔性，克服传统刚性传感器存在的疏察问题，当仿生超敏应变传感器发生形变后，通过焦耳热改变温度，使得热致变色层颜色发生改变，实现应变效果可视化。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种效果可视化的仿生超敏应变传感器的结构示意图；
图2为本发明一实施例中热致变色层的结构图；
图3为本发明一实施例中裂缝结构层的结构图；
图4为本发明另一实施例提供的一种效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法的步骤流程图；
图5为本发明另一实施例中步骤S2的流程图；
图6为本发明另一实施例中步骤S3的流程图；
图7为本发明另一实施例中步骤S4的流程图；
图8为本发明另一实施例中步骤S6的流程图。
附图标记说明：
1：热致变色层；
2：导电功能层；
3：裂缝结构层；
4：左电极；
5：右电极；
6：导线；
11：孔洞结构；
31：裂缝阵列结构。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
对于效果可视化的柔性应变传感器，既要克服柔而不精、精而不柔的缺点，又要实现应变信号简单可读，无需后续电路处理等问题。
基于上述问题，本发明采用仿生学理论，历经数亿年的进化，蝎子为进行捕食、规避风险、繁衍等活动，在其体表进化出裂缝感受器，对外界微弱的机械振动信号十分敏感。本发明正是模仿蝎子的裂缝感受器的原理，制备带有规则裂缝结构的裂缝结构层作为传感单元，实现并模仿蝎子的应变感知功能，对于柔性应变传感器灵敏度提高具有重要意义。同时为实现灵便效果实时监控，在裂缝结构层的上层又引入了热致变色层，通过电路产生的焦耳热实现温度的改变，做到应变效果可视化。为了缩短降温时间，在热致变色层上加入微米级孔洞结构，加快空气对流，做到无间断应变效果可视化。
图1为本发明一实施例提供的一种效果可视化的仿生超敏应变传感器的结构示意图，如图1所示，该仿生超敏应变传感器100包括：由上而下依次设置的热致变色层1、导电功能层2以及用于应变感知的裂缝结构层3。
如图1所示，所述热致变色层1具有规则排布的孔洞结构11；裂缝结构层3的上表面具有规则有序的裂缝阵列结构31，所述裂缝结构层的上表面是指所述裂缝结构层3靠近所述导电功能层2一侧的表面；所述导电功能层2具有两个电极，分别设置在导电功能层2的两端。
以图1所示的方向为例，两个电极分别为左电极5和右电极6，两个电极各引出一条导线6，用于连接电源。
还需说明的是，热致变色层1设置孔洞结构11的区域与裂缝结构层3设置裂缝阵列结构31的区域为有效区域，而导电功能层2的两个电极5和6设置在导电功能层2的两端，且属于有效区域以外的区域。基于上述，裂缝结构层用于应变感知，实现传感单元电阻改变，从而导致电路中产生的焦耳热改变；热致变色层由于电路中产生的热量改变，发生颜色变化，实现应变效果可视化。
在本发明的一种示例性实施例中，图2为本发明一实施例中热致变色层的结构图，如图2所示，所述热致变色层1具有三维孔洞结构，孔径为150～200μm，孔洞的间距为50～100μm。由于热致变色层存在三维孔洞结构，可以加快空气的对流，加快温度的下降，实现无间断的应变效果监测。
另外，本实施例的图2所示以圆形孔洞为例，在本发明其他实施例中还可以是圆角矩形等类圆形的形状，孔洞的直径和间距满足上述条件即可。
在本发明的一种示例性实施例中，所述热致变色层1的三维孔洞结构是利用表面印膜技术制作而成的，首先通过光刻或聚焦离子束加工出表面具有规则排布的圆柱结构的模板，在一定压强下向模板上灌注柔性复合材料，将规则排布的孔洞结构复制到热致变色层。所述柔性复合材料为热变色染料与聚二甲硅氧烷按(PDMS)按照一定比例混合制得。
在本发明的一种示例性实施例中，图3为本发明一实施例中裂缝结构层的结构图，如图3所示，所述裂缝结构层的裂缝阵列结构中包括多个裂缝，其中裂缝的宽度为2～5μm，裂缝的间隔为10～15μm，裂缝的深度为3～4μm。图3中仅以示出的两个裂缝为例，裂缝的宽度为5μm，裂缝的间隔为10μm，裂缝的深度为4μm。
另外，本实施例的图3所示是以V形裂缝为例，V型裂缝在感受到外界应力变化后电阻变化明显，但是，在本发明其他实施例中还可以是U形、半圆形等形状，裂缝的宽度和深度满足上述条件即可。
在本发明的一种示例性实施例中，规则有序的裂缝阵列结构是利用表面印模技术制作而成的，首先通过精密微纳加工技术加工出表面具有规则裂缝结构的模板，再通过在模板上灌注柔性材料，将裂缝结构复制到柔性基底表面，所述柔性材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
在本发明的一种示例性实施例中，所述导电功能层2的材料为银或金，厚度为30～50nm。导电功能层2的两端设置两个铜片电极5和6，用于通过导线连接电源。
在本发明的一种示例性实施例中，热致变色层1和形成有导电功能层的裂缝结构层3可以通过硅烷偶联剂(APTES)粘结在一起。
基于上述，图4为本发明另一实施例提供的一种效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法的步骤流程图，具体包括如下步骤：
S1：制作具有规则排布圆柱结构的第一模板；
S2：将至少三种热变色颜料与聚二甲基硅氧烷PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合，加入固化剂得到柔性热变色复合物；
S3：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上并进行固化，从所述第一模板上剥离得到热致变色层；
S4：制备表面具有裂缝反结构的第二模板，将柔性材料涂覆在所述第二模板上并进行固化，从所述第二模板上剥离得到裂缝结构层，且在裂缝结构层因剥离露出的上表面形成规则有序的裂缝阵列结构；
S5：采用溅射工艺在裂缝结构层的上表面沉积金属层，形成导电功能层；
S6：将步骤S3得到的所述热致变色层和步骤S5得到的沉积有导电功能层的裂缝结构层利用硅烷偶联剂连接，得到可视化的仿生超敏应变传感器。
基于上述效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，该传感器实现对外界微小应变信号的测量，并通过传感器电阻信号的变化实时产生明显的颜色变化。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S1包括：
利用激光打标机或光刻技术在金属片的表面形成规则排布的圆柱结构，得到第一模板，圆柱的直径为150～200μm，圆柱的间距为50～100μm。金属片以铝片为例，选择一片表面光洁、无明显缺陷的铝片，利用激光打标机在铝片表面切割出规则排布的圆柱结构。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S2配置柔性热变色复合物，图5为本发明另一实施例中步骤S2的流程图，如图5所示，具体包括以下步骤：
S21：取22℃、31℃、33℃、45℃温度的四种热变色颜料。其中本实施例中的热变色颜料：22℃为鲜红、31℃为暗红、33℃为粉色、45℃紫色，以31℃红色为例，变色形式为31℃以上呈现无色，26℃以下呈现红色。
S22：将所述四种热变色颜料与PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合。
S23：在步骤S22中的混合物按照质量比为10：1的比例加入固化剂进行混合，得到所述柔性热变色复合物。
其中步骤S21中选用的变色颜料的种类和数量可以根据应用场景进行调整，例如，还可以是从上述四种温度中选择三种温度的热变色颜料。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S3利用表面印模技术，制备具有三维孔洞结构的热致变色层，图6为本发明另一实施例中步骤S3的流程图，如图6所示，具体包括以下步骤：
S31：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上，在0.1个大气压下进行真空干燥。例如，将预先配置好的柔性热变色复合物旋涂在具有规则排布的圆柱结构的第一模板的表面，再将其放入真空干燥箱中放置2小时，压强设定为0.1个大气压，以使柔性热变色复合物完全浸润。
S32：对步骤S31真空干燥后的柔性热变色复合物在120℃下加热2小时进行固化。例如，将柔性热变色复合物从真空干燥箱中取出，放入烘箱中，120℃下加热2小时进行固化。
S33：将固化后的薄膜从所述第一模板上剥离，得到具有三维孔洞结构的所述热致变色层。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S4首先用超精密加工设备或者聚焦离子束技术加工出具有规则裂纹阵列结构的模板。再利用表面印模技术，将规则裂缝结构转移至PDMS表面，得到裂缝结构层，图7为本发明另一实施例中步骤S4的流程图，如图7所示，具体包括以下步骤：
S41：利用离子聚焦术在金属片表面切割出规则的裂缝结构。例如，选择一片表面光洁、无明显缺陷的铝片，利用离子聚焦术在铝片表面切割出规则裂缝结构，其中裂缝的宽度为2～5μm，裂缝的间隔为10～15μm，裂缝的深度为3～4μm。
S42：利用环氧树脂AB胶的A、B两组份按照质量比为3:1的比例均匀混合，并进行真空干燥。例如，本实施例中选择环氧树脂AB胶作为过度印模模板，将环氧树脂AB胶A、B两组份按照3:1的质量比均匀混合，将混合后的环氧树脂放入真空干燥箱中干燥30分钟以去除表面气泡。
S43：将混合并真空干燥后的环氧树脂AB胶涂覆在预制模板的表面，并在60℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝反结构薄膜的第二模板，薄膜的厚度为500μm。
S44：将PDMS的预聚物与固化剂按照质量比为10：1的比例进行混合，并进行真空干燥，得到柔性材料。例如，混合后放入真空干燥箱中干燥30分钟以去除表面气泡。
S45：将所述柔性材料涂覆在所述第二模板的表面，并在80℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝结构的PDMS薄膜，薄膜的厚度为400μm。例如，将PDMS与固化剂混合后的柔性材料从真空干燥箱中取出，旋涂在具有裂缝反结构的模板表面，再放入烘箱中，在80℃下加热2小时固化，得到表面具有裂缝结构的PDMS薄膜。
S46：将所述PDMS薄膜从所述第二模板上剥离，得到所述裂缝结构层，裂缝结构层因剥离露出的上表面形成有规则有序的裂缝阵列结构。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S5采用溅射镀膜在裂缝结构层的上表面沉积金属层，形成导电功能层，并在其两端分别贴有左电极和右电极，左电极和右电极均引出一条漆包导线，用于连接电源。
在本发明的一种示例性实施例中，步骤S6将S4、S5制得的热致变色薄膜层和沉积有导电层的裂缝结构层利用硅烷偶联剂联结在一起，得到效果可视化的仿生超敏应变传感器。图8为本发明另一实施例中步骤S6的流程图，如图8所示，具体包括以下步骤：
S61：在所述热致变色层的下表面均匀涂覆硅烷偶联剂，压在所述沉积有导电功能层的裂缝结构层的上表面，得到压合结构。其中热致变色层的下表面是指靠近导电功能层和裂缝结构层一侧的表面。
S62：将所述压合结构在120℃下固化1小时，得到仿生超敏应变传感器。例如，压合后将两层PDMS薄膜放入烘箱中，在120℃下固化1小时。
按照上述加工步骤，得到效果可视化的仿生超敏应变传感器。
综上所述，采用本发明实施例提供的效果可视化的仿生超敏应变传感器及其制备方法，具有以下效果：
(1)从效果反馈上，本发明的效果可视化的仿生超敏应变传感器无需后续处理电路，当可视化的仿生超敏应变传感器发生形变后，自身电阻发生变化，从而通过焦耳热改变温度，使得热致变色层颜色发生改变，从而可以根据外界应力变化影响电阻变化，焦耳热改变导致颜色变化，对外界应力变化实时通过颜色体现出来，实现应变效果可视化。
(2)从应变感知上，本发明的效果可视化的仿生超敏应变传感器受蝎子缝感受器启发，在柔性基底上制备了规则的裂缝结构，利用裂缝侧壁在变形过程中重复张开-闭合，实现外界微小应变灵敏感知，极大地提高了应变感知灵敏度和柔性，克服传统刚性传感器存在的疏察问题。
(3)从效果反馈时间上，本发明效果可视化的仿生超敏应变传感器的热致变色层存在三维孔洞结构，可以加速空气对流，加快降温速度，从而导致温度快速下降，实现无间断应变效果可视化。。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，包括：
S1：制作具有规则排布圆柱结构的第一模板；
S2：将至少三种热变色颜料与聚二甲基硅氧烷PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合，加入固化剂得到柔性热变色复合物；
S3：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上并进行固化，从所述第一模板上剥离得到热致变色层；
S4：制备表面具有裂缝反结构的第二模板，将柔性材料涂覆在所述第二模板上并进行固化，从所述第二模板上剥离得到裂缝结构层，且在裂缝结构层因剥离露出的上表面形成规则有序的裂缝阵列结构；
S5：采用溅射工艺在裂缝结构层的上表面沉积金属层，形成导电功能层；
S6：将步骤S3得到的所述热致变色层和步骤S5得到的沉积有导电功能层的裂缝结构层利用硅烷偶联剂连接，得到效果可视化的仿生超敏应变传感器。
2.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：
利用激光打标机或光刻技术在金属片的表面形成规则排布的圆柱结构，得到第一模板，圆柱的直径为150～200μm，圆柱的间距为50～100μm。
3.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21：取22℃、31℃、33℃、45℃温度的四种热变色颜料；
S22：将所述四种热变色颜料与PDMS的预聚物按照质量比为1：2的比例进行混合；
S23：在步骤S22中的混合物按照质量比为10：1的比例加入固化剂进行混合，得到所述柔性热变色复合物。
4.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31：将所述柔性热变色复合物涂覆在所述第一模板上，在0.1个大气压下进行真空干燥；
S32：对步骤S31真空干燥后的柔性热变色复合物在120℃下加热2小时进行固化；
S33：将固化后的薄膜从所述第一模板上剥离，得到具有三维孔洞结构的所述热致变色层。
5.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41：利用离子聚焦术在金属片表面切割出规则的裂缝结构，其中裂缝的宽度为2～5μm，裂缝的间隔为10～15μm，裂缝的深度为3～4μm；
S42：利用环氧树脂AB胶的A、B两组份按照质量比为3:1的比例均匀混合，并进行真空干燥；
S43：将混合并真空干燥后的环氧树脂AB胶涂覆在预制模板的表面，并在60℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝反结构薄膜的第二模板，薄膜的厚度为500μm；
S44：将PDMS的预聚物与固化剂按照质量比为10：1的比例进行混合，并进行真空干燥，得到柔性材料；
S45：将所述柔性材料涂覆在所述第二模板的表面，并在80℃下加热2小时固化，制备表面具有裂缝结构的PDMS薄膜，薄膜的厚度为400μm；
S46：将所述PDMS薄膜从所述第二模板上剥离，得到所述裂缝结构层，裂缝结构层因剥离露出的上表面形成有规则有序的裂缝阵列结构。
6.如权利要求1所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤S6包括：
S61：在所述热致变色层的下表面均匀涂覆硅烷偶联剂，压在所述沉积有导电功能层的裂缝结构层的上表面，得到压合结构；
S62：将所述压合结构在120℃下固化1小时，得到仿生超敏应变传感器。
7.一种效果可视化的仿生超敏应变传感器，其特征在于，所述仿生超敏应变传感器由权利要求1-6中任一项所述制备方法制得；所述仿生超敏应变传感器包括：
由上而下依次设置的热致变色层、导电功能层以及用于应变感知的裂缝结构层；
其中所述热致变色层具有规则排布的孔洞结构；
裂缝结构层的上表面具有规则有序的裂缝阵列结构，所述裂缝结构层的上表面为所述裂缝结构层靠近所述导电功能层一侧的表面；
所述导电功能层具有两个电极，分别设置在导电功能层的两端。
8.如权利要求7所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器，其特征在于，所述热致变色层具有三维孔洞结构，孔径为150～200μm，孔洞的间距为50～100μm。
9.如权利要求7所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器，其特征在于，所述裂缝阵列结构中包括多个裂缝，其中裂缝的宽度为2～5μm，裂缝的间隔为10～15μm，裂缝的深度为3～4μm。
10.如权利要求7所述的效果可视化的仿生超敏应变传感器，其特征在于，所述导电功能层的材料为银或金，厚度为30～50nm。
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