[發明專利]三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010745727.8
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111943177B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張瑞秀
• 申請（專利權）人: 莊秀萍
• 主分類號: C01B32/186
• 分類號: C01B32/186;G01B7/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器的制備方法，包括以下步驟：

（1）軟凝膠前體的制備：

將1-5g尿素與5-10g甲醛溶解在50ml水中得到混合溶液A；將乙烯基聚二甲基硅氧烷、N-異丙基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮分別溶于溶劑中得到質量體積濃度為5-10g/100ml的溶液B、C、D，將溶液A、B、C、D按照體積比為1:2:1:1的比例進行混合反應得到反應產物M，即軟凝膠前體；

（2）3D網狀結構的石墨烯的制備：

對泡沫鎳依次進行酒精、丙酮、去離子水的超聲清洗，氮氣吹干，作為生長3D網狀結構的石墨烯的模板，將清洗干燥后的泡沫鎳轉移到化學氣相沉積裝置中，以甲烷和氫氣的原料進行化學氣相沉積，在模板上生長得到3D網狀結構的石墨烯，然后采用化學蝕刻法，將泡沫鎳模板蝕刻去除，即得到自支撐的3D網狀結構的石墨烯；

（3）將步驟（1）所得到的軟凝膠前體同時加熱到聚二甲基硅氧烷中，得到未固化的軟凝膠，將未固化的軟凝膠置于透明玻璃模具中，然后再將步驟（2）所得到的自支撐的3D網狀結構的石墨烯浸入未固化的軟凝膠的中部位置，并用透明玻璃蓋片將模具內部的未固化的軟凝膠壓實，然后進行干燥固化，然后冷卻至室溫。

2.如權利要求1所述的一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器的制備方法，其特征在于：所述3D網狀結構的石墨烯、所述軟凝膠前體與所述聚二甲基硅氧烷的體積比為1:2:（4-8）。

3.如權利要求2所述的一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，3D網狀結構的石墨烯的生長溫度為1000-1100℃，甲烷流量為30-50sccm，氫氣的流量為20-30sccm。

4.如權利要求1所述的一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器的制備方法，其特征在于：在步驟（3）中，還包括將連接在3D網狀結構的石墨烯兩端的電極，以及與電極相連的導線一同浸入未固化的軟凝膠的中部位置，然后進行干燥固化。

5.如權利要求1所述的一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器的制備方法，其特征在于：所述干燥固化的溫度為60-80℃，時間為1-2h。

6.如權利要求1所述的一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述化學蝕刻法是指采用過硫酸銨作為蝕刻液，對泡沫鎳進行化學蝕刻。

7.一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器，其特征在于：采用權利要求1-6任一項所述的一種三維網狀石墨烯基拉伸應變傳感器的制備方法制得。