[发明专利]一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，包括柔性基底(1)、叉指电极(2)和湿敏材料(4)，所述叉指电极(2)位于柔性基底(1)和湿敏材料(4)之间，其特征在于，所述湿敏材料(4)为蚕丝蛋白薄膜，所述蚕丝蛋白薄膜的制备方法如下：将蚕丝蛋白溶液直接旋涂在设置有叉指电极(2)的柔性基底(1)上烘干即可。

2.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述柔性湿度传感器能够区分所处环境中的液态水分子和气态水分子。

3.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述柔性基底(1)为聚二甲基硅氧烷聚合物基底。

4.根据权利要求3所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷聚合物基底通过倒模的方式在与叉指电极(2)配合的一面制造出规则条纹。

5.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述叉指电极(2)为石墨叉指电极，所述叉指电极(2)预留有电极的引出区域(3)，所述的引出区域(3)的面积为5*5mm²。

6.根据权利要求5所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述石墨叉指电极采用丝网印刷技术制备。

7.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述叉指电极(2)包括N个叉指重叠单元，N为大于等于1的正整数，所述的每个叉指重叠单元有效重叠长度为14.4-14.8mm。

8.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述蚕丝蛋白薄膜完全覆盖叉指电极(2)。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、制备柔性基底(1)：采用聚二甲基硅氧烷聚合物，通过3D打印模具倒模得到柔性基底(1)；

2)、制备叉指电极(2)：通过丝网印刷技术将主要成分为石墨的油墨印刷在网孔正下方的柔性基底(1)上；

3)、制备蚕丝蛋白薄膜：将蚕丝蛋白溶液旋涂在印刷了石墨叉指电极的聚二甲基硅氧烷聚合物基底上，烘干。

10.根据权利要求9所述基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述蚕丝蛋白溶液的制备方法包括以下步骤：

a)、蚕丝蛋白提取：蚕茧壳剪碎后放入沸腾的碳酸钠溶液中45-60分钟，然后取出蚕丝蛋白用去离子水清洗并干燥；

b)、蚕丝蛋白溶解：在干燥的蚕丝蛋白中加入质量体积比为20％的溴化锂溶液，并放入烘箱中4小时得到蚕丝蛋白-溴化锂溶液；

c)、蚕丝蛋白透析：将蚕丝蛋白-溴化锂溶液倒入透析袋中，然后将装有蚕丝蛋白-溴化锂溶液的透析袋放入去离子水中透析48小时；

d)、蚕丝蛋白过滤：透析之后的蚕丝蛋白溶液用5μm孔径的微孔过滤器过滤两次获得蚕丝蛋白溶液。