[發明專利]一種柔性納米纖維基電子皮膚及其制備方法

有效

• 申請號: 201610030975.8
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105671962B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 王棟;王躍丹;吳永智;鐘衛兵;劉瓊珍;卿星
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D06M15/37
• 分類號: D06M15/37;D06M11/83;B32B27/02;B32B27/12;B32B27/18;B32B27/30;B32B27/32;B32B27/40;B32B25/00;B32B37/15;B32B3/30
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1.一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于：該電子皮膚由兩層導電化處理過的柔性納米纖維膜貼合而成，柔性納米纖維膜的厚度為30～500μm ，其中，相貼合的兩面中，至少一面具有微凹槽或微突起結構；所述電子皮膚的制備方法包括以下步驟：

1)納米纖維懸浮液的制備：使用溶劑將柔性納米纖維在3000～10000r/min速度下剪切50s形成懸浮液，固含量為0.5～2.5質量％；

2)納米纖維懸浮液的導電化處理：將步驟1)制備的納米纖維懸浮液加入導電成分；反應或混合完成后，得到導電納米纖維懸浮液，待用；

3)制備模板：制備帶微凹槽或微突起結構的模具；

4)制備微凹槽或微突起柔性納米纖維膜電極：將2)中準備的導電納米纖維懸浮液旋涂在模具上，干燥后，熱處理，脫膜，得到一面具有微凹槽或微突起結構的柔性納米纖維膜；

5)柔性納米纖維基電子皮膚的組裝：將兩張得到的柔性納米纖維膜的微凹槽或微突起面貼合，得到柔性納米纖維基電子皮膚。

2.根據權利要求1所述的一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于，所述柔性納米纖維為利用熔融法、溶液法或靜電紡制備的熱塑性納米纖維。

3.根據權利要求2所述的一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于，熱塑性納米纖維為：POE、TPE、TPU、TPR、EVOH中的一種或多種按任意配比的混合。

4.根據權利要求1所述的一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于，所述導電化處理方法為對柔性納米纖維進行原位聚合或化學鍍法或物理摻雜；導電成分為金屬、有機導電高分子或碳素材料中一種或多種按任意配比的組合。

5.根據權利要求4所述的一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于，導電成分為：Ag、石墨烯、碳纖維、聚吡咯中的一種或多種按任意配比的組合。

6.根據權利要求1所述的一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于，所述柔性納米纖維膜上的微凹槽或微突起結構為：高度為0.5～10μm ，底面形狀為圓形或矩形的柱體或椎體，微凹槽或微突起結構的長徑比為0.5～10，兩個相鄰的微凹槽或微突起結構間距為0.5～2個底面邊長或直徑。

7.根據權利要求6所述的一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于，所述柔性納米纖維膜上的微凹槽或微突起結構為：圓椎體，每個椎體的的底面直徑為10μm ，椎體高度為10μm ，兩個相鄰椎體的間距為10μm 。

8.根據權利要求1所述的一種柔性納米纖維基電子皮膚，其特征在于，導電成分為金屬、有機導電高分子或碳素材料中一種或多種按任意配比的組合；

金屬由前驅體硝酸銀、還原劑葡萄糖、氨水、氫氧化鈉和乙醇制備；其中，前驅體、葡萄糖、氨水、氫氧化鈉和乙醇的質量比1：4：45-50：2：40-50；金屬的質量為柔性納米纖維質量的20～100％；

有機導電高分子由單體、助劑、氧化劑和引發劑制備，單體為吡咯；助劑為蒽醌-2，7-磺酸鈉鹽或蒽醌-2-磺酸鈉鹽，氧化劑為9-水合硝酸鐵或三氯化鐵或過硫酸銨，引發劑為5-磺基水楊酸；其中，單體、助劑、氧化劑和引發劑的質量比為6：5：84：54；有機導電高分子的質量為柔性納米纖維質量的20～100％；

碳素材料為碳纖維、石墨烯中的一種，碳素材料為柔性納米纖維質量的1～15％。