[實(shí)用新型]自修復(fù)柔性電子應(yīng)變傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720555623.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206724883U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜大偉;王瑩;李斌;孫才英;許苗軍;吳子劍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/16
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/16
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于應(yīng)變傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自修復(fù)柔性電子應(yīng)變傳感器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)電子器件大多為無(wú)機(jī)半導(dǎo)體或金屬，由于其剛度強(qiáng)和質(zhì)地脆等特性，材料多次使用會(huì)發(fā)生疲勞受損或是長(zhǎng)因?yàn)槿藶橐蛩囟鴵p壞，逐漸無(wú)法滿足新一代電子設(shè)備的需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種與其他柔性應(yīng)變傳感器相比具有自我診斷、自我修復(fù)的特點(diǎn)且質(zhì)量輕、柔性好、韌性強(qiáng)的自修復(fù)柔性電子應(yīng)變傳感器。

本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：自修復(fù)柔性電子應(yīng)變傳感器，包括納米粒子導(dǎo)電層、兩片自修復(fù)材料板及兩片基體板；所述兩片自修復(fù)材料板平行設(shè)置，兩片自修復(fù)材料板內(nèi)側(cè)面之間通過(guò)涂覆銀納米粒子導(dǎo)電層固定連接，兩片自修復(fù)材料板外側(cè)面各與一片基體板固定連接，所述兩片自修復(fù)材料板采用在具有動(dòng)態(tài)氫鍵作用的彈性體聚合物中添加微米增強(qiáng)體—碳纖維的材質(zhì)制成。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型改善了傳統(tǒng)應(yīng)變傳感器質(zhì)量大、剛性強(qiáng)、質(zhì)地脆等缺點(diǎn)，采用輕質(zhì)高彈的基體板，通過(guò)與涂覆銀納米粒子導(dǎo)電層的增韌自修復(fù)材料復(fù)合得到最終的柔性電子應(yīng)變傳感器，與傳統(tǒng)應(yīng)變傳感器相比具有質(zhì)量輕、柔性好、韌性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且，本實(shí)用新型的自修復(fù)材料板具有自我診斷、自我修復(fù)的特點(diǎn)，可在自修復(fù)材料板發(fā)生損壞時(shí)有效修復(fù)，延長(zhǎng)了自修復(fù)材料板的使用壽命，增強(qiáng)了自修復(fù)材料板使用的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本實(shí)用新型自修復(fù)材料板受損修復(fù)過(guò)程示意圖；

其中：1-基體板；2-自修復(fù)材料板；3-納米粒子導(dǎo)電層。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，自修復(fù)柔性電子應(yīng)變傳感器，包括納米粒子導(dǎo)電層3、兩片自修復(fù)材料板2及兩片基體板1；所述兩片自修復(fù)材料板2平行設(shè)置，兩片自修復(fù)材料板2內(nèi)側(cè)面之間通過(guò)涂覆銀納米粒子導(dǎo)電層3固定連接，兩片自修復(fù)材料板2外側(cè)面各與一片基體板1固定連接，所述兩片自修復(fù)材料板2采用在具有動(dòng)態(tài)氫鍵作用的彈性體聚合物中添加微米增強(qiáng)體—碳纖維的材質(zhì)制成。

所述兩片基體板1的材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷（PDMS）。

每片所述基體板1均與對(duì)應(yīng)的自修復(fù)材料板2平行設(shè)置，每片基體板1的面積均大于對(duì)應(yīng)基體板1的面積。

自修復(fù)材料板2以脂肪多酸和多胺縮合后與尿素反應(yīng)，制備具有動(dòng)態(tài)氫鍵作用的彈性體聚合物，其中N-H基團(tuán)和C=O基團(tuán)分別可以充當(dāng)氫鍵的供體和受體，形成N-H···O=C氫鍵作用，當(dāng)其被破壞或者剪成兩片后所形成氫鍵斷裂，如果將斷口兩端重新接觸在一起，材料可以自我修復(fù)，在制備過(guò)程中通過(guò)添加微米增強(qiáng)體—碳纖維來(lái)改善材料的力學(xué)性能和韌性，利用模壓法將材料制成片狀。通過(guò)改變碳纖維添加量控制纖維和聚合物比例來(lái)制備材料，利用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）等測(cè)試對(duì)材料性能進(jìn)行表征，可找出最佳的碳纖維添加比例。

銀納米粒子導(dǎo)電層3的涂覆：通過(guò)在兩片自修復(fù)材料板2間涂覆銀納米粒子導(dǎo)電層3來(lái)制備“夾層結(jié)構(gòu)”以增強(qiáng)材料導(dǎo)電性。

兩片基體板1選取柔性高、彈性好、質(zhì)量輕的聚二甲基硅氧烷（PDMS）為基體材料，在兩片PDMS涂覆層未完全固化前將夾層置于中間，加熱使PDMS完全固化，完成柔性電子應(yīng)變傳感器的復(fù)合。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。