[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

说明书

本发明公开了一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器及其制备方法，该传感器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，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。该传感器的敏感电阻具有较好的柔韧性，可直接粘附于皮肤上，不会伤害皮肤，且具有较好的温度性和灵敏度，可以实现对脉搏、呼吸频率、心跳等生理活动的监测。同时，还具有抗菌作用直接与皮肤接触更加安全。

技术领域

本发明属于传感器领域，具体涉及一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法。

背景技术

由于现代社会对于健康检测、人机交流、检测压力分布等方面的迫切需求，基于压力传感器工作原理的柔性压力传感器成为新兴的研究热点。目前，压力传感器的应用不仅局限于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、船舶、机床、管道等工业生产方面。在体育保健，即检测运动状态，呼吸状况，健康指标等方面也有很大需求。随着社会的发展，将电子器件小型化成为了新的研究热点，传统电子器件用于人体皮肤可能割伤甚至感染细菌，有害身体健康。所以柔性成为我们关注的热点。但是受到材料性质以及制备工艺的限制，基于压力传感器的柔性电子器件研究较少，而用于皮肤上同时具备柔性与抗菌性的电子皮肤还是空白。采用静电纺丝法制备的高分子材料微纳米纤维膜具有较好的柔性，将导电材料掺杂粒子到电纺前驱液中制备的复合纳米纤维具有一定的导电性能，在柔性传感器方面具有潜在的应用前景，尤其是具有抗菌和导电双重作用的纳米银颗粒，将纳米银颗粒作为掺杂剂所得的复合纤维理论上可以具备导电性和抗菌性，拥有较好的应用前景，然而，现有静电纺丝制备载银纳米纤维方面存在诸多不足之处，直接混纺过程中，银纳米颗粒的掺杂量严重受到可纺性的制约；且纳米颗粒易团聚，不易获得均匀的纺丝前驱液，导致银纳米颗粒在材料中分布不均匀，且制备的纳米纤维直径不均匀，影响材料的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术缺陷，提供一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法。该传感器制备方法简单、成本低且适宜大规模生产，该传感器的敏感电阻具有较好的柔韧性，可直接粘附于皮肤上，不会伤害皮肤，且具有较好的温度性和灵敏度，可以实现对脉搏、呼吸频率、心跳等生理活动的监测。同时，还具有抗菌作用直接与皮肤接触更加安全。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于载银纳米纤维的柔性力敏传感器的制备方法，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。

优选的，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。