[發(fā)明專利]一種寬應(yīng)力全線性柔性離電式傳感器及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310584655.7
• 申請(qǐng)日: 2023-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116593036A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何鑫;蘇道漸;馬克;秦博龍;李俊賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五邑大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/14
• 分類號(hào): G01L1/14;G01L1/00
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 李彥孚

1.一種寬應(yīng)力全線性柔性離電式傳感器，其特征在于：所述的傳感器包括熱縮膜材料層、柔性AgNWs/MXene電極、介電層，所述的介電層貼在兩個(gè)柔性AgNWs/MXene電極之間，且所述的兩個(gè)柔性AgNWs/MXene電極上設(shè)置有相應(yīng)的熱縮膜材料層，所述的兩個(gè)柔性AgNWs/MXene電極的導(dǎo)電線用銀漿與有絕緣層的銅線引出。

2.一種寬應(yīng)力全線性柔性離電式傳感器的制備方法，其特征在于：所述的方法用于制備權(quán)利要求1所述的傳感器，包括以下步驟：

S1)、基底材料預(yù)處理

將裁剪好的基底材料依次在去離子水、乙醇及異丙醇溶液中超聲處理，恒溫烘干，再經(jīng)等離子體預(yù)處理得到親水性支撐柔性基底材料；

S2)、導(dǎo)電納米材料的制備

將一定量的葡萄糖、硝酸銀、硫酸亞鐵與PVP加入水熱釜中采用水熱制備銀納米線AgNWs，并用NaCl再次對(duì)AgNWs進(jìn)行處理，去除PVP獲得良好導(dǎo)電的AgNWs；

S3)、MXene材料的制備

使用一定量的濃鹽酸、去離子水與LiF對(duì)Ti₃AlC₂進(jìn)行刻蝕，經(jīng)過(guò)去離子水清洗并超聲后獲得單層或者少層的MXene材料；

S4)、制備柔性電極

使用棒涂的方法將一定量的AgNWs涂覆在清洗好的PET襯底上，直到獲得方阻為10Ω/sq的柔性PET/AgNWs電極；

將涂覆好的PET/AgNWs電極浸泡在MXene溶液中然后烘干，反復(fù)進(jìn)行3-5次，然后用銀獎(jiǎng)將絕緣層的細(xì)銅線引出來(lái)；

S5)、制備具有微結(jié)構(gòu)和微孔的離子介電層

將一定量的PVA、磷酸與去離子水溶液混合后快速加熱攪拌制備成多氣泡離子凝膠液，然后均勻刮涂在具有半圓的PDMS模具上，然后在恒溫下烘干得到具有微結(jié)構(gòu)和微孔的離子凝膠介電層；

S6)、將具有微結(jié)構(gòu)和微孔的離子凝膠介電層貼在兩張柔性AgNWs/MXene電極之間形成離電式傳感器，用紫外UV膠來(lái)封閉死者形成防水層，采用熱縮膜將傳感器再次封裝，從而獲得具有良好防水性能的高靈敏寬線性的離電式傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種寬應(yīng)力全線性柔性離電式傳感器的制備方法，其特征在于：步驟S1)中，所述的基底材料分別使用去離子水、乙醇以及異丙醇超聲清洗10min，然后等離子清洗機(jī)中清理15min。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種寬應(yīng)力全線性柔性離電式傳感器的制備方法，其特征在于：步驟S2)中，所述的葡萄糖、硝酸銀、硫酸鐵與聚乙烯基吡咯烷酮(K30)的摩爾比約為：2：1.5：0.3：0.01-0.2。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種寬應(yīng)力全線性柔性離電式傳感器的制備方法，其特征在于：步驟S2)中，所述的導(dǎo)電納米材料的制備，具體如下：

S21)、將1.5mmol硝酸銀和2mmol葡萄糖在室溫下溶解在燒杯中；

S22)、加入0.3mmol硫酸鐵，磁性攪拌30分鐘，得到淺黃色溶液；

S23)、將4.5g聚乙烯基吡咯烷酮(K30)加入溶液中；

S24)、將均勻混合的溶液轉(zhuǎn)移到100mL容量的高壓釜中，密封并在180℃下加熱6小時(shí)；

S25)、冷卻后使用去離子水進(jìn)行多次清洗直接溶液呈現(xiàn)透明色，然后加入0-0.02mol的NaCl去除AgNWs表面的PVP；2小時(shí)后用去離子水進(jìn)行3次離心清洗，得到AgNWs。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種寬應(yīng)力全線性柔性離電式傳感器的制備方法，其特征在于：步驟S3)中，所述的濃鹽酸、去離子水與LiF的摩爾比為：1.7:1-3:0.3