[發(fā)明專利]基于可印刷納米復(fù)合材料的超長壽命自修復(fù)應(yīng)力傳感器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010547482.8
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111678623B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁嘉杰;劉陽
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;C09D11/52;C09D11/033;C09D11/03;B41M3/00;B41M1/22;B41M1/12;B33Y10/00;B29C64/106
• 代理公司: 天津耀達(dá)律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 張耀

1.基于可印刷納米復(fù)合材料的超長壽命自修復(fù)應(yīng)力傳感器，該傳感器包含：可穿戴基底材料和自修復(fù)納米復(fù)合材料導(dǎo)電層，其特征在于：該自修復(fù)納米復(fù)合材料中包含具有主客體相互作用的自修復(fù)功能高分子材料、對應(yīng)的高沸點(diǎn)溶劑、一維導(dǎo)電金屬納米線、以及二維無機(jī)納米片層材料；所述具有主客體相互作用的自修復(fù)功能高分子材料是指通過主客體相互作用，具有自修復(fù)功能的高分子材料；其中，主體高分子材料是指具體包含以下官能團(tuán)或側(cè)鏈的高分子材料：柱芳烴結(jié)構(gòu)材料；客體高分子材料是指具體包含以下官能團(tuán)或側(cè)鏈的高分子材料：聯(lián)吡啶、核黃素；主體和客體高分子材料中的高分子主鏈結(jié)構(gòu)是指以下高聚物中的一種或幾種：聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚N-異丙基丙烯酰胺、水溶性纖維素衍生物；所述的高沸點(diǎn)溶劑是指可以溶解自修復(fù)功能高分子材料且室溫下不易揮發(fā)的溶劑，具體包括：季銨類離子液體、哌啶類離子液體、烯基功能化離子液體、羥基功能化離子液體、醚基功能化離子液體、酯基功能化離子液體、羧基功能化離子液體、腈基功能化離子液體、胺基功能化離子液體、磺酸功能化離子液體、芐基功能化離子液體、胍類離子液體、氧鎓四氟硼酸鹽、季膦類離子液體、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基亞膦酰三胺、碳酸丙烯酯、六乙基亞膦酰三胺、三甘醇、二甘醇、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、丙三醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇中的一種或幾種；

自修復(fù)納米復(fù)合材料導(dǎo)電層具有納米層狀結(jié)構(gòu)，納米層間距為1-10納米；具有主客體相互作用的自修復(fù)功能高分子材料溶于高沸點(diǎn)溶劑中，并通過納米限域效應(yīng)分布在層與層之間。

2.權(quán)利要求1所述的基于可印刷納米復(fù)合材料的超長壽命自修復(fù)應(yīng)力傳感器的制備方法，其特征在于：該可印刷納米復(fù)合材料的制備及印刷方法，包括：

1）吸取0.2-5%二維無機(jī)納米片材料分散液，加入1-15%的一維金屬納米線，超聲振蕩使其分散均勻，抽濾或者離心收集所得復(fù)合物，并用去離子水清洗多次；

2）向步驟1）所得油墨中加入0.03-0.45%選定的具有主客體相互作用的自修復(fù)功能高分子材料和0.1-1.5%對應(yīng)的高沸點(diǎn)溶劑，攪拌使其混合均勻；

3）將在步驟2）中得到的復(fù)合物加入78.05-98.67%的去離子水調(diào)節(jié)至所需粘度，適量超聲振蕩之后得到分散性良好的納米復(fù)合材料膠體油墨；

4）將所得納米復(fù)合材料膠體油墨通過印刷，得到所需圖案；室溫放置或者加熱之后，得超長壽命自修復(fù)應(yīng)力傳感器；以上各組分含量為重量百分比。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于可印刷納米復(fù)合材料的超長壽命自修復(fù)應(yīng)力傳感器的制備方法，其特征在于：所得應(yīng)力傳感器油墨粘度為10-1000Pa?s。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于可印刷納米復(fù)合材料的超長壽命自修復(fù)應(yīng)力傳感器的制備方法，其特征在于：所述一維金屬納米線是指金、銀、銅、鐵、鎳、鉑、鈀、鋁金屬納米線中的一種或兩種以上組成的合金的金屬納米線；所述金屬納米線的直徑為5-500nm，長度為1-200μm。