[发明专利]一种超疏水智能应变传感涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超疏水智能应变传感涂层，其包括纳米导电材料与柔性可延展材料的复合物，所述复合物包含由纳米导电材料形成的导电网络，且复合物表面还具有微米‑纳米多级复合结构，所述微米‑纳米多级复合结构包括非平面微米结构以及纳米结构，所述非平面微米结构包括复数个微米级凸起部和/或复数个微米级凹下部，所述纳米结构包括复数个纳米突起，所述纳米突起至少凸露于微米级凸起部表面和/或微米级凹下部的内壁上。本发明还公开了所述超疏水智能应变传感涂层的制备方法以及基于超疏水智能应变传感涂层的应变传感器。本发明的超疏水智能应变传感涂层具有良好的超疏水性能和应变传感性能，可应用于防水和可穿戴电子设备之中。

技术领域

本发明涉及一种超疏水智能应变传感涂层，特别是涉及一种基于柔性材料、超疏水材料、纳米材料、微结构的超疏水智能应变传感涂层及其制备方法与应用，属于超疏水、功能化涂层和传感技术领域。

背景技术

随着制造技术的不断发展与进步，极大的丰富了柔性可穿戴设备，也使得柔性可延展智能传感器成为重要的研究方向。柔性可穿戴设备集合了材料学、微电子技术、微机电技术、纳米技术、电路与系统以及传感技术等多学科技术，其应用已成为国内外众多公司竞相开发的重点。柔性可穿戴设备在生理健康监测、手术医疗等领域有非常广泛的应用，然而由于其敏感的特性使得器件容易受到环境干扰，需要特殊的封装手段加以保护。

另一方面，基于人工仿生制备超疏水表面提出的各种理论，多种制备方法包括喷涂法、溶胶-凝胶法、模板法、自组装法等都已经逐渐成熟，可以实现自清洁、超疏水、除冰和减阻等功能。但是超疏水涂层自身作为应变传感敏感层还没报道，这主要受制于两方面：1.材料。通过采用特定尺寸、特定结构的材料实现超疏水功能，这些材料往往不导电或者对应变不敏感；2.制备方法。不同制备方法往往只能适用特定的材料，这对可选用的材料有较高的要求，增加了应变敏感材料的使用难度。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种超疏水智能应变传感涂层，其具有超疏水性能和应变传感性能，以克服现有技术的不足。

本发明的目的之二在于提供一种制备所述超疏水智能应变传感涂层的制备方法，其具有工艺简单、易于实施、对衬底要求低、应用广泛等特点。

本发明的目的之三在于提供所述超疏水智能应变传感涂层于可穿戴设备中的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种超疏水智能应变传感涂层，其包括纳米导电材料与柔性可延展材料的复合物，所述复合物包含由纳米导电材料形成的导电网络，且所述复合物表面还具有微米-纳米多级复合结构，所述微米-纳米多级复合结构包括非平面微米结构以及纳米结构，所述非平面微米结构包括复数个微米级凸起部和/或复数个微米级凹下部，所述纳米结构包括复数个纳米突起，所述纳米突起至少凸露于所述微米级凸起部表面和/或所述微米级凹下部的内壁上。

本发明实施例还提供了前述的超疏水智能应变传感涂层的制备方法，其包括：

提供敏感浆料，所述敏感浆料包括溶剂以及均匀分散于溶剂中的纳米导电材料和柔性可延展材料；

将所述敏感浆料涂覆于衬底上，形成涂层。

本发明实施例还提供了前述的超疏水智能应变传感涂层于超疏水和/或应变传感领域的用途。

例如，本发明实施例还提供了一种超疏水涂层，其包含前述的超疏水智能应变传感涂层。

又例如，本发明实施例还提供了一种应变传感器，其包含前述的超疏水智能应变传感涂层以及与所述超疏水智能应变传感涂层电连接的电极。

例如，本发明实施例还提供了一种可穿戴或可喷涂设备，其包含前述的超疏水智能应变传感涂层或者应变传感器。

与现有技术相比，本发明的优点包括：