[发明专利]一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将丙烯酸乙酯、交联剂、引发剂和溶剂混合均匀，紫外交联反应，干燥，得到单网络弹性体；

(2)将单网络弹性体浸入丙烯酸乙酯、交联剂和引发剂的混合溶液中进行溶胀，取出后再紫外交联反应，干燥，得到双网络弹性体；

(3)将双网络弹性体浸泡在离子液体溶液中，取出后干燥去除溶剂，得到离子凝胶；

(4)将硅胶油墨注入3D打印机中打印并固化，得到带螺纹的硅胶管；

(5)以离子凝胶为电极层，带螺纹的硅胶管作为负摩擦层，无纺芳纶布为正摩擦层，组装成管状结构，其中无纺芳纶布螺旋缠绕在离子凝胶电极的表面，带螺纹的硅胶管负摩擦层包裹在无纺芳纶布表面，得到摩擦纳米发电机。

2.根据权利要求1所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述离子液体溶液中的离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、N-己基吡啶双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-1-甲基哌啶双(三氟甲磺酰基)亚胺盐和三丁基甲基铵双三氟甲磺酰亚胺盐中的至少一种；

所述双网络弹性体在离子液体溶液中浸泡时间为50～70min。

3.根据权利要求1所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述丙烯酸乙酯、交联剂和引发剂的摩尔比为1：0.01～0.015：0.01～0.02；

步骤(2)所述丙烯酸乙酯、交联剂和引发剂的摩尔比为1：0.0002～0.0004：0.0002～0.0004；

步骤(1)、(2)所述交联剂均为乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述引发剂均为1-羟基环己基苯酮；

步骤(2)所述溶胀时间为10～15min。

4.根据权利要求1所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述紫外交联反应条件为：紫外光波段320～395nm，紫外光功率10～20mW/cm²，光照时间为3～5分钟；

步骤(2)所述紫外交联反应条件为：紫外光波段320～395nm，紫外光功率10～20mW/cm²，光照时间为8～10分钟。

5.根据权利要求1所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述打印条件为：针头直径0.46～1.2mm，打印平台温度为70～90℃，打印速度为30～200mm/min；打印的硅胶管的直径为5～6mm；打印的硅胶管长度为1.5～3.5cm；

步骤(5)所述无纺芳纶布为长条状，厚度为0.8～1.2mm，长条状的宽度为4～5mm。

6.根据权利要求1所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述固化为热固化；打印后直接在打印平台70～90℃下2～3h。

7.根据权利要求1所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为乙醇、甲苯和环己烷中的至少一种；步骤(1)所述丙烯酸乙酯和溶剂的摩尔比为1：2～2.5；

步骤(3)所述离子液体溶液中溶质与溶剂的体积比为1：5～1：8；离子液体溶液的溶剂为乙醇；

步骤(1)～(3)所述干燥的温度为50～70℃，时间为10～15h。

8.权利要求1～7任一项所述制备方法制得的一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器。

9.权利要求8所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器在穿戴设备中的应用。

10.根据权利要求9所述一种耐高温柔性摩擦纳米发电机传感器在穿戴设备中的应用，其特征在于，穿戴设备用于火灾消防领域。