[發(fā)明專利]一種基于紙基的柔性壓力傳感器及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110323614.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN113108954B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅丹寧;楊仁黨;王陽;李喜坤;楚守興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/20
• 分類號(hào): G01L1/20
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 劉瑜

1.一種基于紙基的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于，包括如步驟：

(1)將銀納米線分散到乙醇中，得到AgNWs分散液；將納米微晶纖維素分散到水中，得到CNC分散液；然后將AgNWs分散液和CNC分散液混合均勻，得到AgNWs與CNC的混合液；

(2)以紙基為襯底，采用真空抽濾的方式依次在紙基上面沉積殼聚糖溶液以及AgNWs與CNC的混合液，干燥，得到所述基于紙基的柔性壓力傳感器；

步驟(2)中所述的殼聚糖的沉積量為35～120g/m²；

步驟(2)中所述的AgNWs的沉積量為30～50g/m²；

步驟(2)中所述的CNC的沉積量為5～20g/m²；

步驟(1)中所述的納米微晶纖維素通過如下方法制備得到：將木漿粉碎后加入濃硫酸溶液，混合均勻，在45～55℃水浴條件下攪拌反應(yīng)80～100min后，加水終止反應(yīng)，冷卻至室溫，離心，透析，得到納米微晶纖維素；

所述的木漿為闊葉木漿；

所述的濃硫酸溶液的濃度為質(zhì)量百分比55～64％；

所述的透析為采用截留分子量為8000～14000的透析袋進(jìn)行透析；其中，透析所用的透析液為蒸餾水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紙基的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：

步驟(2)中所述的殼聚糖的沉積量為39.81～119.43g/m²

步驟(2)中所述的AgNWs的沉積量為31.85～47.78g/m²；

步驟(2)中所述的CNC的沉積量為7.96～15.92g/m²。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紙基的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中所述的銀納米線通過如下方法制備得到：將聚乙烯吡咯烷銅加入到乙二醇中，加熱攪拌均勻，后冷卻至室溫，得到PVP溶液；然后將硝酸銀加入到PVP溶液中，快速攪拌至形成透明、均一的液體，再加入含有FeCl₃的乙二醇溶液，攪拌混合均勻后在125～140℃條件下進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，離心，洗滌，得到銀納米線；

所述的聚乙烯吡咯烷銅、硝酸銀和FeCl₃的摩爾比為19：5600～8380：10；

所述的聚乙烯吡咯烷銅的重均分子量為44000～54000；

所述的加熱的溫度為60±5℃；

所述的含有FeCl₃的乙二醇溶液的濃度為550～650μmol/L；

所述的快速攪拌的時(shí)間為1～2min；

所述的反應(yīng)的時(shí)間3～6h；

所述的離心的條件為：9000rpm離心10～15min；

所述的洗滌為依次用丙酮和乙醇進(jìn)行洗滌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紙基的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：

所述的反應(yīng)的條件為：50℃反應(yīng)90min；

所述的加水終止反應(yīng)為加入體系8～10倍體積的水終止反應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紙基的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中所述的AgNWs分散液的濃度為質(zhì)量百分比1.0～2.0％；

步驟(1)中所述的CNC分散液的濃度質(zhì)量百分比0.5～1.0％；

步驟(1)中所述的AgNWs分散液與CNC分散液的體積比為1～3:1；

步驟(2)中所述的殼聚糖溶液為質(zhì)量百分比1.0～3.0％、pH為2.0的殼聚糖甲酸溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紙基的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中所述的混合采用旋渦振蕩器進(jìn)行混合；

步驟(2)中所述的紙基為濾紙；

步驟(2)中所述的干燥為在真空干燥箱中進(jìn)行干燥：干燥溫度為45～75℃，時(shí)間為30min。

7.一種基于紙基的柔性壓力傳感器，其特征在于：通過權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的方法制備得到。