[发明专利]一种三明治状的柔性温度传感器的制备方法

说明书

本发明公开了一种三明治状的柔性温度传感器的制备方法，通过石墨烯分散液单独制备导电层，并将导电层内嵌在由PDMS材料制备上基板和下基板之间，来降低石墨烯粒子间的范德华力，并增加粒子表面之间的静电斥力来增加石墨烯片层之间的距离，进而减弱团聚效应，从而增加柔性传感器电阻温度变化率，提高柔性传感器对温度变化的敏感度，从而解决现有的柔性传感器的电阻温度变化率很小，对温度的敏感性不高的技术问题，且以PDMS材料为上下基板，石墨烯材料单独制备为导电层，这样制得的柔性传感器兼具石墨烯的优良性能和PDMS的柔韧性。

技术领域

本发明涉及温度传感器制作技术领域，尤其涉及一种三明治状的柔性温度传感器的制作方法。

背景技术

柔性温度传感器在日常生活、医疗卫生等领域的应用越来越广泛，如用于健康指标的检测、术后并发症的预防等。石墨烯因其优异的力学性能、热学性能和超高的电子迁移率，被广泛用于柔性传感器材料的研究中。现有技术中，在使用石墨烯制备柔性传感器时，通常选择将石墨烯掺入弹性体PDMS基质中，将石墨烯优异的特性与弹性体PDMS基质的柔韧性和延展性相结合的方法，在柔性模板上制备高灵敏度的温度传感器，如专利公开号为CN109916527A的发明专利中，公开了一种将石墨烯掺入聚二甲基硅氧烷(Poly-dimethylsiloxane，PDMS)材料中来形成高灵敏度的温度柔性传感器的技术方案。

但是上述技术方案也存在一定的技术问题，由于多层石墨烯的厚度只有几个纳米，纳米粒子之间的距离很小，另一方面粒子之间的范德华力和静电吸引力很大，表现为纳米粒子之间不断吸引，粒子之间的距离进一步减少，形成纳米大颗粒。这种团簇现象(团聚)，使得石墨烯层与层之间无法分离，进而无法与其他成分交织，导致石墨烯无法与PDMS形成交联网络，使得导电通路阻断，很大程度上减弱了复合材料的导电性能，导致柔性传感器的电阻温度变化率很小，对温度的敏感性不高。

因此，如何解决石墨烯无法与PDMS形成交联网络使得导电通路阻断，导致柔性传感器的电阻温度变化率很小，对温度的敏感性不高已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种三明治状的柔性温度传感器的制作方法，通过单独用石墨烯分散液制备导电层，来降低石墨烯粒子间的范德华力，并增加粒子表面之间的静电斥力来增加石墨烯片层之间的距离，进而减弱团聚效应，从而解决现有的柔性传感器的电阻温度变化率很小，对温度的敏感性不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种三明治状的柔性温度传感器，包括上下贴合设置的上基板和下基板，设置在上基板和下基板之间的贴合面内的条形的导电层，以及分别与导电层的两端连接并伸出所述贴合面的两条导电胶带；

所述上基板和下基板由PDMS单体和固化剂制备而成；

所述导电层由石墨烯分散液制备而成。

优选的，所述石墨烯分散液中的分散剂为NMP或丙三醇，所述石墨烯分散液中的石墨烯和NMP的质量配比为1：1.2～1:1.5，或者所述石墨烯分散液中石墨烯和丙三醇的质量配比为1:6～1:8。

优选的，所述上基板和\或下基板中，所述PDMS基质和固化剂的质量配比为8:1～12：1。

优选的，所述上基板和下基板的长度为130～260mm，宽度为35～45mm，厚度为1～3mm。所述导电层设置于上下基板的贴合表面的居中位置，且导电层的长度为9～12mm，宽度为4～7mm，厚度0.3～0.6mm。

一种三明治状的柔性温度传感器的制备方法，包括以下步骤：

制备PDMS固化溶液，并将PDMS固化溶液注入第一凹槽模具中，固化后得到下基板；