[发明专利]具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器制备方法及传感器

权利要求书

1.一种具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）将水凝胶单体和盐溶解于去离子水中，再加入交联剂、引发剂，得到水凝胶预聚液，备用；

上述水凝胶单体为丙烯酰胺；盐包括择氯化钠、氯化锂、氯化钾中的一种或多种；

2）将水凝胶预聚液转移入模具中，加入交联促进剂，形成下胶层；

3）待下胶层呈半凝固粘胶状，覆盖下网格电极于其表面，下网格电极短边与下胶层短边相匹配，长边延伸至下胶层长边两侧外部1~2 cm，下网格电极长边两侧延伸出下胶层的部分即为下引线电极；

4）于模具中下网格电极表面加入水凝胶预聚液和交联促进剂，形成中间胶层；

5）待中间胶层呈半凝固粘胶状，覆盖上网格电极于其表面，上网格电极短边与中间胶层相匹配，长边延伸至中间胶层长边的两侧外部1~2 cm；上网格电极长边两侧延伸出中间胶层的部分即为上引线电极；

6）于模具中上网格电极表面注入水凝胶预聚液和交联促进剂，形成上胶层；

7）密闭模具，获得水凝胶多层复合结构；

8）除上引线电极和下引线电极外，以柔性聚合物膜在水凝胶多层复合结构外表面封装，即得到所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器；

所述下网格电极和上网格电极是通过如下方法制备获得的：在柔性聚合物网格上先蒸镀厚度为5~20 nm的金属铬层或金属钛层，再蒸镀厚度为25~100 nm的金层；所述柔性聚合物网格是由热塑性聚氨酯3D打印获得，其网格线宽不大于500 μm，厚度为不高于200 μm。

2.根据权利要求1所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，所述柔性聚合物膜包括聚二甲基硅氧烷、VHB4910胶带中的至少一种。

3.根据权利要求1所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，所述上胶层、中间胶层、下胶层中，交联促进剂与水凝胶单体的质量比均为0.0048 :1。

4.根据权利要求1所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，所述交联剂、引发剂与水凝胶单体的质量比依次为0.0006 : 0.0017 :1。

5.根据权利要求1所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤1）所述水凝胶预聚液中，水凝胶单体浓度为2~3 mol/L，盐浓度为1~3 mol/L。

6.根据权利要求1所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为过硫酸铵。

7.根据权利要求1所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，所述上胶层厚度为0.5~2 mm，下胶层厚度为0.5~2 mm，中间胶层厚度为1~5 mm。

8.根据权利要求1所述具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤8）以柔性聚合物膜在水凝胶多层复合结构外表面封装后获得的封装层厚度为0.1 mm~1 mm。

9.如权利要求1-8任一方法获得的具有阻容双模式的水凝胶柔性应变传感器。