[发明专利]一种监测湿度变化的皮革

说明书

技术领域

本发明涉及柔性电子器件的技术领域，特别涉及一种监测湿度变化的皮革。

背景技术

近年来，柔性电子器件由于其柔性、可穿戴性，而在人体健康监测、疾病诊断等领域受到了广泛的关注。呼吸速率作为人体四大基本信号之一，可以直观体现人的生命特征，对其进行监测可以在运动，临床，航天等领域的研究有重大的意义。目前，人体呼吸的监测方式主要有温度传感，压力传感，二氧化碳气体传感以及光学传感等。温度传感监测是根据人体呼入和呼出时气体温度的变化得到人体呼吸的信号，但是这种监测方式易受环境温度变化的影响，灵敏度不高。压力传感监测是对人体呼入和呼出时胸腔和腹腔压力的变化进行监测，监测过程中人体需在腹部佩戴压力传感器，舒适度低而且信号的输出会受到人体正常活动的影响。

对于柔性电子器件，基底是赋予其柔性最根本的因素。现行根据湿度变化来监测呼吸的器件大多采用PDMS、PET等高分子材料为基底，这类材料用途广泛，但价格相对较高，生物兼容性及生物可降解性差，并不适合长期跟人体接触。为解决这个问题，近来纸及天然织物等天然高分子被广泛用作柔性基底，但仍存在机械性能差，不能大面积加工等劣势，难以实现商业化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测湿度变化的皮革，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供一种监测湿度变化的皮革，包括皮革本体，所述皮革本体上设有导电物质。

在一些实施方式中，皮革本体为蓝湿皮、天然革、合成革或人造革中的至少一种。

在一些实施方式中，导电物质为金属纳米材料、纳米碳材料或导电高分子中的至少一种。

其中，金属材纳米料包括银纳米线，铜纳米线，金纳米线等，纳米碳材料包括石墨烯，单壁碳纳米管，多壁碳纳米管，炭黑等，导电高分子包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚对苯撑、聚对苯撑乙烯和聚双炔等。根据对器件灵敏度的要求可以做出相应的变化。

在一些实施方式中，导电物质通过喷涂、抽滤或印刷中的至少一种方式与皮革本体结合。

对湿度变化进行监测时，湿度的变化会引起皮革本体上导电物质的电阻变化，从而通过电阻的变化来检测湿度的变化。

在一些实施方式中，在导电皮革上施加一定的电压，通过检测的电流的变化来得到电阻变化。施加的工作电压根据电阻的不同可以在1-35V之间，优选电压为1-10V。可监测的相对湿度范围为0％-100％。

一种监测湿度变化的皮革可用于对人体呼吸状态的监测，包括人体的呼吸速率，呼吸强度，呼吸骤停等。

人体呼出气体的相对湿度可以瞬间达到100％，呼入时相对湿度在50％左右，这种呼吸前后湿度的变化明显且受环境影响较小。因此，可以通过监测人体呼吸前后的湿度变化，来监测人体的呼吸速率，呼吸强度，呼吸骤停等呼吸活动及状态。

本发明的有益效果：

1、本方法的优点在于提供了一种可监测湿度的柔性材料，该材料具有很好的亲肤性，并且机械性能良好。

2、本方法的优点在于该制备方法简单，原料易得，可大规模生产。

附图说明

图1为实施例1中头二层蓝湿皮；

图2为实施例1中与银纳米线水溶液结合的头二层蓝湿皮；

图3为实施例1中得到的关于人体呼吸活动的监测。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例只是用于更加清楚地说明本发明的性能，而不能仅局限于下面的实施例。

实施例1

预备头二层牛蓝湿皮，如图1所示，将银纳米线分散在水溶液中，配制浓度为10mg/mL的银纳米线水溶液，再用喷涂的方法与二层牛蓝湿皮进行复合，如图2所示。每根电极的电阻为100Ω，通过调控银纳米线水溶液的体积可以调控电极的电阻和器件的灵敏度。对该器件施加1V的电压，当人体呼入和呼出时，引起的电流变化差值为0.5μA。如图3所示，随着人体的呼入和呼出可以得到人体呼吸状态的数据。

实施例2

将单壁碳纳米管通过加表面活性剂的方法进行分散，再利用印刷的方法与头层牛蓝湿皮复合。每根电极的电阻为1000Ω，通过调节单壁碳纳米管溶液的体积可以调控器件的电阻和器件的灵敏度。对该器件施加10V的电压，当人体呼入和呼出时，引起的电流变化差值为0.3μA，随着人体的呼入和呼出可以得到人体呼吸状态的数据。

实施例3