[發明專利]一種柔性電阻的制備方法

有效

• 申請號: 202110607763.2
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113248855B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 朱浩宇;王逸之;楊忠;顏浩宇;張雨東;馬沖;宋澤;董華建;吳霄
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L71/02;C08K7/00;C01G39/06;B82Y40/00;G01B7/16
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

本發明公開了一種新型柔性電阻的制備方法，本發明通過鋰插層法超聲輔助剝離獲得二硫化鉬少層及單層納米片分散液，并將其與聚乙二醇、聚乙烯醇的水溶性混合物進行混合、攪拌至均勻后對其進行烘干等一系列處理，從而制備出一種具有柔性的新型電阻。同時還公開了新型柔性電阻的制備方法的應用。采用本發明制備的電阻具有制備簡單、制備過程安全、可靠性高、刺激性弱等優越性，為醫療、人工智能、軍事等領域的進一步發展提供了條件。

技術領域

本發明涉及柔性電阻技術領域，更具體地，涉及一種新型柔性電阻的制備方法。

背景技術

傳感器材料一直都是傳感器技術的重要基礎，而新型材料是推動傳感器技術前進不可缺少的動力。早期傳感器，以電阻式應變片為例，金屬電阻應變片從絲式電阻應變片到改良后的箔式應變片，這是基于工藝方法進步的改革。而半導體電阻應變片以壓阻效應為主，即外力作用導致電阻率變化，所以半導體材料是其重要支撐。目前，使用最多的是單晶硅半導體。同時，高分子有機敏感材料正逐步進入人們的眼界，其敏感度、精度、線性度更勝一籌，可用傳感器領域更加廣泛。

生物相容性好的柔性電阻是未來傳感器發展的重點方向，可廣泛應用于傳統醫學，現代醫學，空間生命科學、食品工業等領域。傳統的單晶硅半導體和陶瓷材料因延展性差的弊端已無法在這方面發揮特性，為此需要刺激性小、生物相容性好的柔性電阻作為新型傳感器。

利用聚乙烯醇（PEG）和聚乙二醇（PVA）的交聯反應，獲得水溶性混合物，在冷凍條件下可用作包埋劑，用于對冷凍切片時對生物組織進行支撐，以增加組織的連續性，減少皺折及碎裂。PEG和PVA的交聯反應非常安全，不會產生任何有害氣體及易揮發性毒物，二者接枝后共混形成強氫鍵的疏水性三維交聯薄膜或者彈性體，使得產品柔性更加突出，結構穩定，具有高柔韌性，生物相容性好。

二硫化鉬(MoS2)納米片是典型的類石墨烯二維納米材料，具有出色的電學、光學、熱學和力學性能。作為新型半導體材料，應用領域非常廣闊。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術主要采用明膠制作柔性電阻，制備過程復雜、安全性較低、雜質難以去除的問題，提供一種制備簡單、制備過程安全、可靠性高且刺激性弱的柔性電阻的制備方法，可進一步用于制備應變型傳感器。本發明充分利用單層及少層二硫化鉬的壓電效應，與現有柔性電阻制備方法相比，本文所述方法更為優越，所需原料便宜易得，過程安全可靠，步驟簡單，易操作；采用本文所述方法制備的電阻具有成本低廉，可量產，純凈度高，柔韌性好等眾多優點。

一種基于二硫化鉬納米片新型柔性電阻制備方法。包括以下步驟：

S1.將插層劑與MoS₂粉末進行均勻混合并充分加熱產生反應得到插層化合物；

S2.將步驟S1所得化合物進行超聲剝離；

S3.將S2所得產物溶于等離子水并離心處理，取其上層清液得到二硫化鉬的單層和少層納米片分散液；

S4.將步驟S3所得納米片分散液與聚乙二醇、聚乙烯醇的水溶性混合物進行混合；

S5.在室溫下將步驟S4所得混合溶液充分攪拌至均勻分布；

S6.將步驟S5所得溶液注入模具；

S7.將步驟S6所得溶液置于40攝氏度條件下對其進行烘干48小時處理；

S8.將S7所得產品脫模，從而制備出新型電阻。

進一步地，步驟S1所述插層劑的成分包括堿土金屬陽離子Li +，插入MoS₂層間減弱層間的范德華力，得到 MoS₂納米片分散液質量濃度為 0.70-1.00mg/mL。最優條件為0.80 mg/mL。

進一步的，步驟S1所述插層劑為正丁基鋰。