[發明專利]一種可穿戴式服裝傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811398166.8
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109288500A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 郭傳飛;劉慶先;楊俊龍;張建明;王泉
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/0205;B05D5/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種可穿戴式服裝傳感器及其制備方法和應用，所述服裝傳感器從下到上依次包括織物層、第一電極層、介電層和第二電極層；其中，所述介電層具有多孔結構且所述介電層的孔壁上負載離子液體。本發明提供的服裝傳感器具有傳感、防水、透氣以及熱控制性，不僅可以對人體手指、屈肘、彎腿、走路和跑步等運動進行實時監測，而且還能檢測人體微弱的生理信號，例如脈搏、心跳以及呼吸等。

技術領域

本發明屬于紡織技術領域，涉及一種可穿戴式服裝傳感器及其制備方法和應用。

背景技術

衣服是人類文明進步的一個重要標志，它為人們遮蔽身體并保持溫暖。隨著科學技術的不斷進步和生活水平的提高，除了保暖防寒，人們還希望服裝產業向功能化、智能化、人性化的方向邁進，而能夠和醫療技術結合的智能紡織品，便成了高科技紡織領域的一大主流研究方向。

為了滿足人類對于惡劣環境的征服和特殊人群的護理的需要，高科技紡織領域致力于制造能夠采集人體生命信息的探測器，這就導致了服裝傳感器的誕生。CN107890350A公開了一種可穿戴式運動傳感器、傳感電路及運動檢測方法，設有硅橡膠介電薄膜層、上下柔性電極層和上下絕緣保護層；該發明由于使用一些硬的固態襯底，使得傳感器件與人體皮膚接觸后會產生不適感，并且這些襯底普遍不透氣，不適合作為織物使用。CN103225204A公開了一種可穿戴式柔性傳感器及制備方法，包括柔性織物、導電電極層和傳感器層，該柔性織物的表面設置有金屬阻擋層，金屬阻擋層和導電電極層之間設置有填隙層；該發明雖然使用了傳統織物作為襯底材料，但其填隙層和傳感器層致密，不利于最終織物的透氣排汗性，影響穿著時的舒適度。

進一步地，在進行戶外運動時，經常會遇到雨雪等惡劣天氣，給人們帶來不便，因此，人們又希望在服裝在可以監測人體健康的基礎上具有防水、透氣、保暖等功能。CN2294989Y公開了一種保溫布料，包括一層聚乙烯層，在聚乙烯層的下面附有一層由上下兩層帶有兩層凹凸圓形反射面的聚乙烯層復合的反射保溫層，并在兩層反射面的聚乙烯層間夾有一層鋁銀漿或錫銀漿金屬反射層。最后在聚乙烯層上穿有透氣孔。該實用新型雖然能夠起到一定的保暖效果，但并不具有對人體運動及生理信號進行監測，限制了其實際的應用范圍。

因此，設計一款即能對人體運動及健康進行實時的監測，且還具有防水、透氣排汗、輕薄及保暖的可穿戴的服裝傳感器有著重要的實際應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可穿戴式服裝傳感器及其制備方法和應用，本發明提供的服裝傳感器不但能夠作為高靈敏度的傳感器，還具有防水、透氣及熱控制功能，原料成本低廉，制備工藝簡單，方便大規模工業化生產。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種可穿戴式服裝傳感器，所述服裝傳感器從下到上依次包括織物層、第一電極層、介電層和第二電極層。

其中，所述介電層具有多孔結構且所述介電層的孔壁上負載離子液體。

在介電層的孔壁上負載離子液體，既不會堵塞通孔，影響材料的透氣性；又可以大幅度提高傳感器的靈敏度，提高信號監測的準確性，進而使本發明提供的服裝傳感器可以監測到人體較微弱的生理信號(例如脈搏、心跳、呼吸等)，極大地增加了本發明的應用范圍。