[發(fā)明專利]一種全纖維基柔性傳感器及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010049508.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN111227812B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘衛(wèi)兵;王棟;柯弈名;蔣海青;丁新城;劉志豪;李唯昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué);武漢飛帛絲科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/0205
• 分類號(hào): A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/00;D04C1/12;D04C1/02;D02G3/04;D02G3/44
• 代理公司: 武漢卓越志誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

1.一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述全纖維基柔性傳感器包括彈性導(dǎo)電繩芯和由導(dǎo)電紗線編織并包裹在所述彈性導(dǎo)電繩芯外周的傳感層，所述繩芯的電阻低于所述傳感層電阻；

當(dāng)傳感層在受到壓力作用時(shí)，發(fā)生形變，傳感區(qū)厚度隨之發(fā)生變化，進(jìn)而使得電阻發(fā)生變化，通過測(cè)試電阻大小即可轉(zhuǎn)化為壓力信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述彈性導(dǎo)電繩芯由多根導(dǎo)電紗線絞合編織而成，所述彈性導(dǎo)電繩芯的電阻低于所述傳感層電阻的1～10％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述彈性導(dǎo)電繩芯的直徑為100～1000μm，伸長(zhǎng)率大于等于0.01％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述全纖維基柔性傳感器的長(zhǎng)度大于等于5cm，直徑為0.1～5mm，伸長(zhǎng)率大于等于0.01％，所述全纖維基柔性傳感器中導(dǎo)電紗線的直徑為100～1500μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)電紗線包括但不限于為混紡紗線或鍍層紗線中的一種或兩種組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述混紡紗線由普通纖維與導(dǎo)電纖維混紡制得；所述普通纖維為天然纖維、合成纖維、再生纖維、無(wú)機(jī)纖維和人造纖維中的一種；所述導(dǎo)電纖維包括金屬類導(dǎo)電纖維、無(wú)機(jī)類導(dǎo)電纖維、有機(jī)類導(dǎo)電纖維、復(fù)合類導(dǎo)電纖維、摻雜類復(fù)合纖維或者鍍層類復(fù)合纖維中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述天然纖維包括但不限于為棉纖維、麻纖維、蠶絲纖維中的一種或多種；所述合成纖維包括但不限于為滌綸、氨綸、維綸、丙綸中的一種或多種；所述再生纖維包括但不限于為粘膠纖維、大豆纖維中的一種或多種；所述無(wú)機(jī)纖維包括但不限于為玻璃纖維。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述金屬類導(dǎo)電纖維包括但不限于為金、銀、銅、鐵、鋁、不銹鋼中的任一種或多種形成的金屬纖維；所述無(wú)機(jī)類導(dǎo)電纖維包括但不限于為石墨纖維、碳纖維、硅纖維、碳納米管纖維中的任一種或多種；所述有機(jī)類導(dǎo)電纖維包括普通纖維及負(fù)載在所述普通纖維上的導(dǎo)電聚合物；所述復(fù)合類導(dǎo)電纖維包括但不限于為所述金屬纖維、無(wú)機(jī)導(dǎo)電纖維、有機(jī)導(dǎo)電纖維及普通纖維中的任意兩種或兩種以上的纖維復(fù)合制成的纖維；所述摻雜類復(fù)合纖維由熱塑性材料與導(dǎo)電材料共混后以熔融紡絲、濕法紡絲、干法紡絲或靜電紡絲法制得；所述鍍層類復(fù)合纖維由導(dǎo)電材料在熱塑性纖維表面經(jīng)過涂層處理制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述熱塑性材料包括但不限于為聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、尼龍(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一種或多種；所述熱塑性纖維由所述熱塑性材料經(jīng)過熔融紡絲或者濕法紡絲制得。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述鍍層紗線包括普通紗線及經(jīng)過涂層處理負(fù)載于所述普通紗線上的導(dǎo)電材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種全纖維基柔性傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)電材料選自單壁/多壁碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯、碳黑、石墨微片、金屬納米粒子、金屬納米線/片、液態(tài)金屬、金屬氧化物粉體、導(dǎo)電鈦白粉、離子液體或?qū)щ娋酆衔镏械囊环N；所述導(dǎo)電聚合物選自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔、聚苯硫醚、聚對(duì)亞苯、聚苯胺衍生物、聚噻吩衍生物和聚吡咯衍生物的中的一種或多種。