[發(fā)明專(zhuān)利]柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210914144.2
• 申請(qǐng)日: 2022-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115406344A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭興忠;張旭陽(yáng);單加琪;劉翠蘭;李爭(zhēng)亮;楊輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/16
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/16;B22F1/054;B82Y40/00;G03F7/16;G03F7/20
• 代理公司: 杭州中成專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

1.柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器，其特征在于：包括從下至上依次設(shè)置的柔性可拉伸襯底、導(dǎo)電層和封裝層。

2.柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)、柔性可拉伸襯底的制備：

將作為模板的柔性基底在丙酮、去離子水、乙醇中依次超聲清洗，然后干燥，獲得干燥后柔性基底；

將柔性可拉伸襯底前驅(qū)體均勻涂布在干燥后柔性基底的單面上從而形成厚度為100～800μm的襯底前驅(qū)體濕膜；于50～70℃加熱固化3～7小時(shí)，然后置于氧氣等離子體清洗機(jī)中清洗5～10min，得到帶有親水表面的柔性可拉伸襯底；

2)、激光直寫(xiě)墨水制備：

稱(chēng)取1.7±0.1g AgNO₃、2.2±0.1g PVP加入至10ml混合溶劑中，超聲分散溶解，作為墨水Ⅰ；混合溶劑由乙醇和去離子水組成，所述混合溶劑中，乙醇的體積含量為88～92％；

將羥丙基甲基纖維素(100000mPa·s)配置成10±1mg/ml溶液，作為墨水Ⅱ；

濃度為10±1mg/ml金屬納米線(xiàn)分散液作為墨水Ⅲ；

將墨水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均勻混合，獲得激光直寫(xiě)墨水Ⅳ；

墨水Ⅰ：墨水Ⅱ：墨水Ⅲ＝2～24:1:1～20的體積比；

3)、將步驟2)所得的激光直寫(xiě)墨水Ⅳ涂布在步驟1)所得的柔性可拉伸襯底的親水表面上，從而形成厚度為300～1500nm的導(dǎo)電層濕膜，于35～50℃干燥3～7h，得到位于柔性可拉伸襯底之上的導(dǎo)電層前體；

4)、調(diào)節(jié)激光直寫(xiě)參數(shù)為：激光功率1.1～5.5W，掃描速度0.5～5cm/s，對(duì)導(dǎo)電層前體進(jìn)行激光直寫(xiě)處理從而形成導(dǎo)電層圖案，然后使用去離子水和乙醇進(jìn)行沖洗，干燥后設(shè)置與導(dǎo)電層圖案相導(dǎo)通的金屬電極；

5)、將封裝層前驅(qū)體均勻涂布在步驟4)所得物的表面上從而形成厚度為100～800μm的封裝層前驅(qū)體濕膜，導(dǎo)電層圖案和金屬電極均被封裝層前驅(qū)體濕膜所覆蓋；于50～70℃加熱固化3～7小時(shí)后，獲得柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器的制備方法，其特征在于步驟1)中：

柔性基底為聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、無(wú)色透明聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯；

柔性可拉伸襯底前驅(qū)體為Ecoflex A/B膠、熱塑性聚氨酯、橡膠、聚二甲基硅氧烷。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器的制備方法，其特征在于：步驟2)所述的金屬納米線(xiàn)為銀納米線(xiàn)、銅納米線(xiàn)或金納米線(xiàn)，直徑為20～100nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器的制備方法，其特征在于：步驟5)中的封裝層前驅(qū)體為Ecoflex、熱塑性聚氨酯、橡膠、聚二甲基硅氧烷。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性可拉伸金屬納米線(xiàn)基電阻式傳感器的制備方法，其特征在于：

所述步驟1)中，柔性可拉伸襯底前驅(qū)體的涂布方式為刮涂、旋涂、浸漬提拉、狹縫涂布；

所述步驟3)中，激光直寫(xiě)墨水Ⅳ的涂布方式為刮涂、旋涂、滴涂、噴涂、狹縫涂布；

所述步驟5)中，封裝層前驅(qū)體的涂布方式為刮涂、旋涂、浸漬提拉、狹縫涂布。