[发明专利]Alk-Ti3

说明书

本发明公开了一种高性能的Alk‑Ti₃C₂/PDMS柔性压阻传感器的制备方法，包括以下步骤，首先制备柔性基底结构化的PDMS柔性薄膜，然后合成导电材料二维MXene片(Ti₃C₂T_x)和3D褶皱状的Alk‑Ti₃C₂，再制备Alk‑Ti₃C₂/PDMS导电薄膜，最后通过胶水将Alk Ti₃C₂/PDMS导电薄膜与柔性叉指电极组装在一起得到柔性压阻传感器。本发明通过以砂布为模板，有效的得到了结构化的PDMS薄膜，扩宽了传感器的压力范围；本发明利用NaOH对二维材料Ti₃C₂T_x进行结构优化，有效地阻止了材料的堆叠现象，得到了独特的褶皱状结构，提高了传感器的灵敏度；本发明提供的制备方法简单可行，易于操作，拓宽了Ti₃AlC₂陶瓷材料纳米材料的应用领域。

技术领域

本发明属于传感器材料制备技术领域，具体涉及一种 Alk-Ti₃C₂/PDMS柔性压阻传感器材料的制备方法。

背景技术

压阻传感器可以实现从机械刺激到电信号的高效转换，所以，它在人类医疗保健监控、智能机器人和人机界面中扮演着至关重要的角色。因此，柔性压阻式传感器由于其原理和结构简单、成本低，得到了广泛的关注。

由于聚合物PDMS成本低，具有良好的柔性，无毒性，常常作为压阻传感中的柔性基底材料使用。为了提高压阻传感器的灵敏度和扩宽压力范围，研究者们通过对柔性基底进行结构设计。但是，采用的刻蚀法、溅射法等方法，往往制备工艺复杂，成本高。

由于Ti₃C₂T_x具有良好的导电性，优异的机械柔韧性，亲水性，无毒性等特点，是目前压阻传感器中导电感应材料的研究热点之一。但是，由于Ti₃C₂T_x经过化学法刻蚀，使其表面具有有害官能团-F影响亲水性，单一的二维平面结构，易堆叠，从而导致Ti₃C₂T_x制备的压阻传感器不能同时兼顾高灵敏度和宽压力范围，限制了制备的传感器的使用领域范围。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了以砂布为模板制备了柔性的PDMS薄膜作为传感器的基底，用NaOH碱化处理得到的褶皱状的Alk-Ti₃C₂作为传感器的感应材料。所制备的Alk-Ti₃C₂/PDMS柔性压阻传感器，在具有超宽工作范围的同时还能具有高的灵敏度，快的响应时间和低的检测极限，以及优秀的循环稳定性。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种Alk-Ti₃C₂/PDMS柔性压阻传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备结构化的PDMS柔性薄膜基底：

首先，将表面具有凸起结构的砂布清洗干净，干燥备用；

其次，将硅胶基体液和固化剂按照10：1的比例混合，搅拌均匀形成硅胶混合液，然后在纱布上倒一层所述硅胶混合液，再放入真空箱固化，固化后将成型的PDMS薄膜与砂布分离，得到一侧面具有与砂布相反结构的第一PDMS薄膜；

然后，在所述第一PDMS薄膜与砂布分离的一侧面上，真空沉积一层全氟硅氧烷后，再倒一层所述硅胶混合液，放入真空箱内再次固化，得到具有砂布形貌的第二PDMS薄膜，即结构化的PDMS柔性薄膜基底；