[发明专利]一种基于石墨烯碳纳米管复合膜传感器的制备方法及应用

权利要求书

1.一种基于石墨烯碳纳米管复合膜传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a）、配制混合溶液

在烧杯中加入石墨烯0.2～1克、碳纳米管0.05～0.25克及无水乙醇250～750毫升，形成未搅拌溶液；将未搅拌溶液放置在超声波搅拌仪中搅拌，持续时间60分，形成混合溶液；

b）、真空抽滤法制备初始薄膜

将混合溶液倒入抽滤瓶的滤纸上方，开启真空抽滤机，在抽滤瓶滤纸的下方抽真空，真空度0.098兆帕，抽真空时间60-120秒，混合溶液在滤纸上方沉积形成初始薄膜；

c）、形成复合材料薄膜

用丙酮将附着在初始薄膜上的滤纸溶去，形成复合材料薄膜；

d）、在聚酰亚胺膜上生长银电极

选取一片聚酰亚胺膜，分别用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗、烘干；将聚酰亚胺膜放入4摩尔的氢氧化钾溶液中常温浸泡，时间180分；取出后用去离子水清洗，去除膜表面的钾离子，烘干；

将聚酰亚胺膜放入0.01～0.05摩尔的银氨溶液中，浸泡时间20分；

取出后使用去离子水清洗，去除膜表面的银离子；

在聚酰亚胺膜表面上打印掩模图案，用双氧水还原聚酰亚胺膜的表面，用丙酮溶液清除打印墨粉形成银电极；在银电极上连接导线，烘干；形成银电极聚酰亚胺膜；

e）、形成石墨烯碳纳米管复合膜传感器

选取步骤c）形成的复合材料薄膜，剪切成与银电极聚酰亚胺膜尺寸相同；覆盖在银电极聚酰亚胺膜上，通过耐高温聚酯膜将复合材料薄膜与银电极聚酰亚胺膜粘合，形成所述复合膜传感器。

2.一种基于石墨烯碳纳米管复合膜传感器在测量物体表面应变的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，该应用包括以下具体步骤：

a）、3D打印树脂材料支架

在欲测量的物体表面选定测量点，用3D打印树脂胶，沿测量点呈放射线打印三条树脂胶支架，待树脂胶支架自然固化；

b）、粘贴复合膜传感器

将三片复合膜传感器围绕测量点粘贴，且使每片复合膜传感器的两端粘贴在两条相邻的树脂支架上；

c）、复合膜传感器的测量

在复合膜传感器的银电极上连接应变检测仪，给欲测量的物体施加外力，测量点及周边发生蠕动，蠕动经树脂支架传递至复合膜传感器，复合膜传感器发生变形导致电阻值变化，通过应变检测仪读取对应复合膜传感器电阻值的变化，经过计算，即可获得欲测量的物体表面测量点的各个方向的应力应变值。