[发明专利]一种基于纸基的柔性压力传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于纸基的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，包括如步骤：

(1)将银纳米线分散到乙醇中，得到AgNWs分散液；将纳米微晶纤维素分散到水中，得到CNC分散液；然后将AgNWs分散液和CNC分散液混合均匀，得到AgNWs与CNC的混合液；

(2)以纸基为衬底，采用真空抽滤的方式依次在纸基上面沉积壳聚糖溶液以及AgNWs与CNC的混合液，干燥，得到所述基于纸基的柔性压力传感器；

步骤(2)中所述的壳聚糖的沉积量为35～120g/m²；

步骤(2)中所述的AgNWs的沉积量为30～50g/m²；

步骤(2)中所述的CNC的沉积量为5～20g/m²；

步骤(1)中所述的纳米微晶纤维素通过如下方法制备得到：将木浆粉碎后加入浓硫酸溶液，混合均匀，在45～55℃水浴条件下搅拌反应80～100min后，加水终止反应，冷却至室温，离心，透析，得到纳米微晶纤维素；

所述的木浆为阔叶木浆；

所述的浓硫酸溶液的浓度为质量百分比55～64％；

所述的透析为采用截留分子量为8000～14000的透析袋进行透析；其中，透析所用的透析液为蒸馏水。

2.根据权利要求1所述的基于纸基的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的壳聚糖的沉积量为39.81～119.43g/m²

步骤(2)中所述的AgNWs的沉积量为31.85～47.78g/m²；

步骤(2)中所述的CNC的沉积量为7.96～15.92g/m²。

3.根据权利要求1所述的基于纸基的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的银纳米线通过如下方法制备得到：将聚乙烯吡咯烷铜加入到乙二醇中，加热搅拌均匀，后冷却至室温，得到PVP溶液；然后将硝酸银加入到PVP溶液中，快速搅拌至形成透明、均一的液体，再加入含有FeCl₃的乙二醇溶液，搅拌混合均匀后在125～140℃条件下进行反应，待反应结束后冷却至室温，离心，洗涤，得到银纳米线；

所述的聚乙烯吡咯烷铜、硝酸银和FeCl₃的摩尔比为19：5600～8380：10；

所述的聚乙烯吡咯烷铜的重均分子量为44000～54000；

所述的加热的温度为60±5℃；

所述的含有FeCl₃的乙二醇溶液的浓度为550～650μmol/L；

所述的快速搅拌的时间为1～2min；

所述的反应的时间3～6h；

所述的离心的条件为：9000rpm离心10～15min；

所述的洗涤为依次用丙酮和乙醇进行洗涤。

4.根据权利要求1所述的基于纸基的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：

所述的反应的条件为：50℃反应90min；

所述的加水终止反应为加入体系8～10倍体积的水终止反应。

5.根据权利要求1所述的基于纸基的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的AgNWs分散液的浓度为质量百分比1.0～2.0％；

步骤(1)中所述的CNC分散液的浓度质量百分比0.5～1.0％；

步骤(1)中所述的AgNWs分散液与CNC分散液的体积比为1～3:1；

步骤(2)中所述的壳聚糖溶液为质量百分比1.0～3.0％、pH为2.0的壳聚糖甲酸溶液。

6.根据权利要求1所述的基于纸基的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的混合采用旋涡振荡器进行混合；

步骤(2)中所述的纸基为滤纸；

步骤(2)中所述的干燥为在真空干燥箱中进行干燥：干燥温度为45～75℃，时间为30min。

7.一种基于纸基的柔性压力传感器，其特征在于：通过权利要求1～6任一项所述的方法制备得到。