[發明專利]基于柔性多孔PVDF-BTO薄膜的壓電-摩擦電復合傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202111578098.5
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114221572A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 周舟;張嘉漢;高興迅;李杰安;陶若文;潘力佳;施毅
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02N1/06;H02N2/18;D01F6/48;D01F1/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馬玉雯

1.基于柔性多孔PVDF-BTO薄膜的壓電-摩擦電復合傳感器，其特征在于，所述復合傳感器采用PVDF-BTO納米纖維膜和彈性天然橡膠膜分別作為負摩擦層和正摩擦層，在所述PVDF-BTO薄膜的底面和天然橡膠膜的上表面分別貼有導電膠帶作為電極。

2.根據權利要求1所述基于柔性多孔PVDF-BTO薄膜的壓電-摩擦電復合傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用靜電紡絲法制備PVDF/BTO復合納米纖維薄膜；

2)在PVDF/BTO復合納米纖維薄膜的下表面和天然橡膠膜的上表面粘貼導電膠帶制備兩個電極；用導電膠帶連接兩根Cu線引出正負極，然后用PI薄膜進行封裝，得到所述壓電-摩擦電復合傳感器。

3.根據權利要求2所述基于柔性多孔PVDF-BTO薄膜的壓電-摩擦電復合傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟1)包括以下步驟：

11)將聚偏二氟乙烯粉末溶解在二甲亞砜和丙酮的混合溶液中；

12)將步驟11)所得濃度為18wt％的聚偏二氟乙烯溶液以20rpm的磁力攪拌速度在50℃下攪拌17分鐘得到透明溶液；

13)得到透明溶液后，加入納米鈦酸鋇粉末，室溫下以2rpm緩慢攪拌約10分鐘，得到乳白色均勻溶液；該溶液相應地標記為PVDF-BTO-X，其中X是BTO含量；

14)使用靜電紡絲系統在25℃，40％的相對濕度下制備得到所述PVDF/BTO復合納米纖維薄膜。

4.根據權利要求3所述基于柔性多孔PVDF-BTO薄膜的壓電-摩擦電復合傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟11)中二甲亞砜和丙酮的體積比2:1。

5.根據權利要求3所述基于柔性多孔PVDF-BTO薄膜的壓電-摩擦電復合傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟13)中的乳白色均勻溶液中納米鈦酸鋇含量為0～12wt％。

6.根據權利要求3所述基于柔性多孔PVDF-BTO薄膜的壓電-摩擦電復合傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟14)中，靜電紡絲系統由流速為1ml/h的注射器和連接到12.5kV正電壓直流電源的20號噴絲頭組成；將轉速為20rpm的滾筒收集器放置在距噴絲頭8cm處以收集纖維。