[发明专利]一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法

权利要求书

1.一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，包括柔性力敏电阻薄膜，所述的柔性力敏电阻薄膜与电源和电流表串联，所述的柔性力敏电阻薄膜包括载银纳米纤维膜，以及覆盖于载银纳米纤维膜上下表面的弹性保护膜，所述的载银纳米纤维膜的两端分别连接导线，所述的载银纳米纤维膜由海藻酸/银纳米颗粒复合纳米纤维组成，所述的海藻酸/银纳米颗粒复合纳米纤维是由静电纺丝法制得的海藻酸钠纳米纤维，经离子交换制得海藻酸银纳米纤维，再还原银离子制得的，所述的海藻酸/银纳米颗粒复合纳米纤维的内部和外表面均均匀分布有纳米银颗粒；所述的基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法包括以下步骤：

(1)电纺海藻酸钠纳米纤维：配制含有海藻酸钠的纺丝前驱液，用静电纺丝法制备海藻酸钠纳米纤维膜；

(2)负载银离子：将步骤(1)制得的海藻酸钠纳米纤维浸于硝酸银溶液中，使纤维的钠离子与银离子进行离子交换，形成海藻酸银纳米纤维，将样品取出，用去离子水清洗样品；

(3)还原银离子：将步骤(2)所得的样品浸于还原剂溶液中还原纤维内部和表面的银离子，在海藻酸钠纳米纤维表面形成银纳米颗粒包裹壳层后，用去离子水清洗样品，干燥样品即得载银纳米纤维膜；

(4)力敏电阻组装：将步骤(3)所得的载银纳米纤维膜两端通过银胶连接导线后，在载银纳米纤维膜的上下表面包覆弹性保护膜即得柔性力敏电阻薄膜；

(5)器件组装：将步骤(4)所得的柔性力敏电阻薄膜与电源和电流表串联即得柔性力敏传感器。

2.如权利要求1所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的柔性力敏电阻薄膜在收到压力压迫形变时电阻随形变程度变化，所受压力越大，形变程度越大，柔性力敏电阻薄膜的电阻越小，电流表显示的电流越大。

3.如权利要求1所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的海藻酸钠纳米纤维为海藻酸钠和水溶性高分子材料复合纳米纤维。

4.如权利要求3所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的水溶性材料为聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的弹性保护膜为聚二甲基硅氧烷PDMS弹性薄膜。

6.如权利要求1所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)电纺海藻酸钠纳米纤维：在常温下，称取海藻酸钠粉末0.5～2g，加入容器中，再加入0.1～0.2g聚环氧乙烷，0.4～0.5g曲拉通，2～3g二甲基亚砜，30～40g去离子水，在常温下搅拌至溶液均匀透明得纺丝前驱液，将纺丝前驱液注入静电纺丝装置中，用静电纺丝法制备海藻酸钠纳米纤维，纺丝电压10～15kV，纺丝距离12～18cm，纺丝时间20～30min，电纺所得海藻酸钠纳米纤维置于烘箱中置于40～60℃烘箱中干燥1～3h。

7.如权利要求1所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)电纺海藻酸钠纳米纤维：在常温下，称取海藻酸钠粉末1～2g，加入容器中，再加入0.5～1g聚乙烯醇，0.4～0.5g曲拉通，2～3g二甲基亚砜，30～40g去离子水，在常温下搅拌至溶液均匀透明得纺丝前驱液，将纺丝前驱液注入静电纺丝装置中，用静电纺丝法制备海藻酸钠纳米纤维，纺丝电压12～18kV，纺丝距离10～15cm，纺丝时间20～30min，电纺所得海藻酸钠纳米纤维置于烘箱中置于40～60℃烘箱中干燥1～3h。

8.如权利要求1所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)负载银离子：配置硝酸银水溶液，所述的硝酸银水溶液中硝酸银的含量为20～30wt％，将步骤(1)制得的海藻酸钠纳米纤维浸于硝酸银水溶液中，浸泡20～30分钟，取出后用去离子水冲洗2～3次。

9.如权利要求1所述的一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)还原银离子：将步骤(2)所得的样品浸于二甲胺基硼烷水溶液中还原纤维内部和表面的银离子，所述的甲胺基硼烷水溶液中甲胺基硼烷的含量为5×10^-2wt％，浸泡10～20分钟，取出后用去离子水冲洗3～4次并置于50℃烘箱中干燥2～5h，即得载银纳米纤维膜。