[发明专利]一种基于MXene的柔性聚氨酯纤维膜应变传感器

权利要求书

1.一种基于MXene的柔性聚氨酯纤维膜应变传感器，其特征为该传感器的组成包括柔性基底和导电层；所述的柔性基底是TPU柔性纤维膜，纤维膜的厚度为100 μm-300 μm；导电层是包覆于柔性基底表面的MXene导电层，导电层厚度为20-50 nm；

所述的MXene材料为Ti₃C₂、Ti₂C、Hf₃C₂、Ta₃C₂、Ta₂C、Zr₃C₅或V₂C；

所述的TPU柔性纤维膜中纤维的平均直径为250 nm；

所述的TPU柔性纤维膜，由TPU溶液通过静电纺丝得到的三维纤维网络结构；

所述的MXene导电层是通过溶液滴涂法在柔性纺丝纤维上形成的高电导率MXene薄膜；

所述的基于MXene的柔性聚氨酯纤维膜应变传感器的制备方法，包括如下步骤：

（1）将 TPU弹性体溶于混合溶剂中，得到TPU纺丝液：

所述的混合溶剂的组成为DMF和THF，二者体积比为DMF：THF=1 ：1~4，所述的TPU弹性体的质量分数为10~21%；

（2）取上步得到的TPU纺丝液，在室温、15 kV电压下对TPU溶液进行静电纺丝，接收板为铝箔，纺丝3-6 h，得到TPU纤维膜，厚度为100 μm-300 μm；

（3）制备TPU纤维-MXene导电膜：将TPU纤维膜从铝箔上揭下，剪成所需大小，再将MXene分散液滴涂到TPU纤维膜表面，真空干燥后即可得到导电纤维膜；

所述的MXene分散液的浓度为1-4 mg/mL；滴涂量为每平方厘米TPU纤维膜滴涂0.5-0.8mL MXene分散液，分散液的溶剂为乙醇；

（4）组装器件：将导电纤维膜的MXene导电层的两端连接导线铜箔，得到柔性应变传感器；

所述的TPU弹性体为1185A和1180A的混合物；

所述的MXene分散液浓度为1-4 mg/mL；

电极为铜线或铜箔，电极通过导电胶与MXene导电薄膜复合；

所述的导电胶采用导电银浆或导电碳浆。