[发明专利]水凝胶复合物及其制备方法

说明书

一种水凝胶复合物的制备方法，其包括以下步骤：将高分子单体、交联剂、光引发剂和一价银离子盐设置在水中，得到一混合溶液；将所述混合溶液放入一模具中，该模具具有相对的第一内表面和第二内表面，所述第一内表面和第二内表面的表面粗糙度不相同；利用紫外光照射放入所述模具中的混合溶液，得到一水凝胶复合物；以及将所述水凝胶复合物与所述模具分离。本发明还涉及利用所述制备方法所制备的水凝胶复合物，以及利用该水凝胶复合物的传感器。

技术领域

本发明涉及柔性压力传感技术领域，尤其涉及一种可以作为传感器的弹性体的水凝胶复合物及其制备方法。

背景技术

近来人们对实时健康监测、可穿戴显示、仿生假肢和类人机器人技术的需求与日俱增。其中，柔性压力传感技术得到电子学、力学、材料科学、机器人和生物工程等领域研究者的高度关注。在目前研究当中，与柔性拉伸传感器相比，柔性压力传感器的灵敏度低，但是它感受力的方式和皮肤类似，在人工智能应用、移动监护和远程医疗诊断等领域扮演重要角色。

柔性压力传感器一般包括导体和弹性体，当按压该弹性体时，所述柔性压力传感器的电信号发生改变。然而，所述柔性压力传感器要求较大的压强施加在弹性体上，因此，所述柔性压力传感器具有较低的感应性能和灵敏度。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种水凝胶复合物及其制备方法，该水凝胶复合物作为传感器的弹性体时，所述传感器具有较高的感应性能和灵敏度。

一种水凝胶复合物的制备方法，其包括以下步骤：将高分子单体、交联剂、光引发剂和一价银离子盐设置在水中，得到一混合溶液；将所述混合溶液放入一模具中，该模具具有相对的第一内表面和第二内表面，所述第一内表面和第二内表面的表面粗糙度不相同；利用紫外光照射放入所述模具中的混合溶液，得到一水凝胶复合物；以及将所述水凝胶复合物与所述模具分离。

一种水凝胶复合物，其包括一水凝胶和多个银纳米颗粒，所述水凝胶复合物进一步包括分布在所述水凝胶中的多个银离子，所述水凝胶复合物具有相对的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面的表面粗糙度不相同。

与现有技术相比，本发明提供的水凝胶复合物具有表面粗糙度不相同的第一表面和第二表面，当第一表面、第二表面与外电源电连接组成传感器时，该传感器具有较高的灵敏度，在0-75Pa的范围内灵敏度可达56kPa^-1，在75Pa-1500Pa范围内的灵敏度可达171kPa^-1；所述传感器可检测低至0.1Pa的重物，并且所述传感器的工作电压小，可以仅为20mV。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水凝胶复合物的制备方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的模具的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的水凝胶复合物的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的水凝胶复合物的环境扫描电子显微镜(ESEM)照片。

图5为本发明实施例提供的水凝胶复合物的高倍透射电子显微镜(HR-TEM)照片。

图6为本发明实施例提供的水凝胶复合物的第一表面的激光扫描显微镜照片。

图7为本发明实施例提供的水凝胶复合物的第二表面的激光扫描显微镜照片。

图8为本发明实施例提供的传感器30的制备方法的流程图。

图9为本发明实施例提供的传感器的结构示意图。

图10为本发明实施例提供的将压力施加在所述传感器上的结构示意图。

图11为本发明实施例提供的水凝胶复合物的应力-应变曲线。

图12为本发明实施例提供的传感器在20毫伏特外部电压下的电流变化率-压强的折线图。