[发明专利]一种可拉伸牛角瓜纤维石墨烯柔性传感器在审

专利信息
申请号: 202110899693.2 申请日: 2021-08-06
公开(公告)号: CN113607309A 公开(公告)日: 2021-11-05
发明(设计)人: 李刚;张君泽;李毓陵 申请(专利权)人: 南通纺织丝绸产业技术研究院;苏州大学
主分类号: G01L1/18 分类号: G01L1/18;D06M11/74;D06M101/04
代理公司: 北京中政联科专利代理事务所(普通合伙) 11489 代理人: 张磊
地址: 226314 江苏省南通市通*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 拉伸 牛角 纤维 石墨 柔性 传感器
【说明书】:

本发明涉及牛角瓜织物柔性传感器技术领域,尤其涉及一种可拉伸牛角瓜纤维石墨烯柔性传感器,包括可拉伸柔性传感器主体、电极和导线;所述可拉伸柔性传感器主体为导电柔性牛角瓜织物层,导电柔性牛角瓜织物层由导电牛角瓜纱线编织而成;所述导电牛角瓜纱线为导电牛角瓜纤维制备而成;所述可拉伸柔性传感器主体连接电极;所述电极连接导线。本发明通过浸轧法对牛角瓜纱线进行涂层,通过工艺的调控,使得牛角瓜纱线获得均匀且优异的导电性能,再通过纺织技术将牛角瓜纱线进行织造,得到兼具抗菌功能和耐久性的可拉伸牛角瓜纤维石墨烯柔性传感器。

技术领域

本发明涉及牛角瓜织物柔性传感器技术领域,尤其涉及一种可拉伸牛角瓜纤维石墨烯柔性传感器。

背景技术

传统的基于金属及半导体传感器的敏感度、韧性和应变能力较差,导致传感器的应用存在局限性,为了克服这些缺陷,多功能柔性可穿戴电子纺织品应运而生,并在柔性传感器、可穿戴电子设备、电磁干扰屏蔽等方面应用越来越广泛。但是大多数柔性传感器虽然具有高灵敏度和宽检测范围,却忽略了耐久性和抗菌性等性能。牛角瓜是天然抗菌纤维,石墨烯是优异的抗菌和导电材料,两者的结合不仅可以使得牛角瓜纤维具有较好的导电性,还能使得其柔性织物传感器具有优异的抗菌功能。为了进一步提高柔性传感器的耐久性性能,必须从传感器的结构的上进行改进。

现有技术的缺陷和不足:

中国专利授权公开号为CN111238696A,公开的一种基于石墨烯薄膜的拉力传感器及系统,通过石墨烯层在拉力的作用下体积的变化而导致的电阻变化以及电阻变化与拉力之间的对应关系,可以准确的得到待测拉力,石墨烯层体积变化显著,可以测量较大范围的拉力,并且灵敏度较高。但随着拉伸次数的增加,石墨烯薄膜拉伸不均匀,导致测试拉力准确度显著下降,耐久性较差。

中国专利授权公开号为CN111592761A,公开的一种新型柔性智能织物传感器,将碳黑溶液中的碳黑吸附至改性铂催化硅橡胶上得到碳黑/铂催化硅橡胶复合材料,通过在改性铂催化橡胶的表面吸附结合牢固的碳黑得到灵敏度高且可恢复应变大的碳黑/铂催化硅橡胶复合材料,并且避免了碳黑在复合材料表面团聚,但无法获得均匀厚度的导电涂层,导致耐久性较差,且不具备抗菌功能。

中国专利授权公开号为CN110230142A,公开的一种机织结构电阻式含碳纤维织物传感器及其应用,以机织方式将高性能导电碳纤维和高性能介电纤维构筑出可以变形的高强度纺织结构材料,通过纺织多层结构及其变形,实现传感器的作用。该传感器能够在较小应变程度下实现电阻的超高变化,但是径向纬向均引入导电纤维或者介电纤维,织物进行拉伸时,会在拉伸方向上产生摩擦力,使得碳纤维或者介电纤维摩擦受损,传感耐久性较差,并且,此类传感器不具备抗菌功能。

中国专利授权公开号为CN111055554A,公开的一种新型柔性智能织物传感器及其制造方法,通过静电纺丝技术制备出具有微凸点阵碳纳米纤维作为压敏材料层材料,用导电物包覆电极层,利用高分子弹性聚合物制备织物传感器的保护层,使得柔性智能织物传感器具有灵敏度高、更柔软、厚度更轻薄且还能透气和耐水洗,但由于静电纺材料的自身的限制,导致传感器不具备抗菌功能,且耐久性较差。

中国专利授权公开号为CN107233074A,公开的一种柔性可穿戴纳米纤维织物传感器及其制备方法,通过机织技术将静电纺制备的连续纳米纤维纱线编织成织物,在织物上下表面复合带有导电铜丝的凝胶膜,获得具有三明治结构的纳米纤维织物传感器,具有较好的力学自适应性、超高的灵敏度以及较宽的传感范围,但是适合静电纺的材料有限,且静电纺纤维膜的纤维较细、纤维之间结合力较低,导致传感器基材的耐久性能较差,且传感器不具备抗菌功能。

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