[發明專利]可同時檢測溫度和壓力的摩擦納米發電機及柔性傳感器

在審

• 申請號: 202010553583.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111786590A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 衣芳;饒繼弘
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;G01L1/00;G01K7/22
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林德強

1.一種可同時檢測溫度和壓力的摩擦納米發電機，其特征在于：所述摩擦納米發電機包括層疊設置的柔性基底、熱敏電極和具有金字塔形微納結構的摩擦層。

2.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機，其特征在于：所述柔性基底為柔性聚合物；優選的，所述柔性聚合物選自聚二甲基硅氧烷、聚氨酯彈性體、尼龍彈性體、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機，其特征在于：所述熱敏電極為負溫度系數熱敏電極；優選的，所述負溫度系數熱敏電極的制備原料包括還原氧化石墨烯、負溫度系數熱敏陶瓷顆粒和粘結劑；更優選的，所述負溫度系數熱敏陶瓷顆粒包括鈦酸鉍納米顆粒、NiMn₂O₄納米顆粒、NiO納米顆粒中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機，其特征在于：所述具有金字塔形微納結構的摩擦層為具有金字塔形微納結構的柔性聚合物；優選的，所述柔性聚合物選自聚二甲基硅氧烷、聚氨酯彈性體、尼龍彈性體、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯中的至少一種。

5.根據權利要求1至4任一項所述的摩擦納米發電機，其特征在于：所述摩擦納米發電機基于單電極模式。

6.一種可同時檢測溫度和壓力的摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

制作表面具有倒金字塔微納結構的模具，將柔性聚合物溶液注模成型，得到表面帶有金字塔形微納結構的柔性聚合物膜；

采用柔性聚合物制成柔性基底；

采用還原氧化石墨烯、負溫度系數熱敏陶瓷顆粒和粘結劑為原料，制成電極漿料；

在柔性基底上涂覆電極漿料，制成熱敏電極，再接入導線，然后粘結表面帶有金字塔形微納結構的柔性聚合物膜，形成摩擦層，得到如權利要求1至5任一項所述組成的可同時檢測溫度和壓力的摩擦納米發電機。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述表面具有倒金字塔微納結構的模具是通過對硅片表面進行刻蝕得到。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述還原氧化石墨烯、負溫度系數熱敏陶瓷顆粒與粘結劑的質量比為1：(100～140)：(200～300)；優選的，制備電極漿料的原料還包括溶劑。

9.一種可同時檢測溫度和壓力的柔性傳感器，其特征在于：所述柔性傳感器包括權利要求1至5任一項所述可同時檢測溫度和壓力的摩擦納米發電機。

10.根據權利要求9所述的柔性傳感器，其特征在于：所述柔性傳感器為可穿戴式柔性傳感器。