[发明专利]一种柔性应变传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种柔性应变传感器的制备方法，其特征在于：首先按以下步骤制备电导率为11.32S/m-23.61S/m的AgNWs /RGO复合材料，然后在所述AgNWs /RGO复合材料上设置电极，并采用柔性封装层进行绝缘封装，从而制备获得柔性应变传感器，所述柔性应变传感器整体呈扁平状，其纵截面的厚度为1mm-2mm——

S1）将未还原的石墨氧化物GO分散到二甲基甲酰胺溶液中，超声处理制成GO悬浮液；

S2）在步骤S1制得的GO悬浮液中加入浓度为5mg/ml-10mg/ml的银纳米线AgNWs溶液，并进行磁力搅拌，然后依次加入二甲基甲酰胺溶液、氢氧化铵溶液和水合肼溶液，继续磁力搅拌对GO进行氧化还原反应，得到AgNWs /RGO复合材料溶液；

S3）将步骤S2制得的复合材料溶液冷却、过滤、干燥，得到AgNWs /RGO复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种柔性应变传感器的制备方法，其特征在于：所述封装过程包括如下步骤：

（a）分别量取聚二甲基硅氧烷和固化剂进行混合，其中，聚二甲基硅氧烷和固化剂的体积比为10:1；

（b）将步骤（a）配置的聚二甲基硅氧烷溶液放置在真空干燥箱中，真空消泡5min-15min至聚二甲基硅氧烷溶液无气泡；

（c）将步骤（b）中的聚二甲基硅氧烷溶液倒入预制模具中，放入烘箱中固化，同步对所述AgNWs /RGO复合材料和电极进行封装，固化后脱模即得到柔性应变传感器。

3.根据权利要求1所述的一种柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将50g未还原的石墨氧化物GO分散到25ml二甲基甲酰胺DMF溶液中，所述二甲基甲酰胺溶液浓度≥99.5%，置于水浴超声仪中进行超声处理10min-15min直至GO完全分散，超声频率为40KHz，制成浓度为2.0mg / mL的GO悬浮液；

（2）在上述GO悬浮液中加入50ml、10mg/ml的银纳米线AgNWs溶液并磁力搅拌5min，后依次加入30mL的二甲基甲酰胺DMF溶液、3mL浓度为25%氢氧化铵溶液和0.5mL浓度为80%水合肼溶液，90℃下继续磁力搅拌20min，对GO进行氧化还原反应，得到AgNWs /RGO复合材料溶液；

（3）冷却至室温，采用真空抽滤机并通过孔径220nm的微孔过滤膜过滤上述AgNWs /RGO复合材料溶液，后将真空抽滤后的产物放置在60℃烘箱中干燥30min，得到AgNWs /RGO复合材料；

（4）在步骤（3）的AgNWs /RGO复合材料两端边缘处涂覆导电胶并引出导线，干燥5min-10min后，置于预制模具中；

（5）分别量取聚二甲基硅氧烷和固化剂进行混合，其中，聚二甲基硅氧烷和固化剂的体积比为10:1；

（6）将步骤（5）配置的聚二甲基硅氧烷溶液放置在真空干燥箱中，真空消泡5min-15min至聚二甲基硅氧烷溶液无气泡；

（7）将上述聚二甲基硅氧烷溶液倒入所述预制模具中，放入60℃烘箱中固化10h，同步对步骤（4）中的AgNWs /RGO复合材料、导电胶和导线进行封装，固化后脱模即得到柔性应变传感器。

4.根据权利要求1所述的一种柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，所述柔性封装层的材质为热塑性高分子聚合物。

5.根据权利要求4所述的一种柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，所述热塑性高分子聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯或聚四氟乙烯。

6.使用如权利要求1所述制备方法制备的柔性应变传感器的用途，其特征在于：将该柔性应变传感器应用于心跳监测、脉搏波检测或者声音信号的采集和识别。