[发明专利]一种多层组装压阻式水凝胶传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：所述压阻式水凝胶传感器是以水凝胶作为基体材料，通过不同导电能力的水凝胶层层组装得到最终的传感器。

2.根据权利要求1所述的多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：每层水凝胶的厚度范围为0.5～1mm，组装的层数范围为10～20层，传感器的总厚度不大于2cm。

3.根据权利要求1所述的多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：所述水凝胶为单网络水凝胶或者双网络水凝胶；所述单网络水凝胶由化学交联或者物理交联得到；所述双网络水凝胶的第一网络由物理交联得到、第二网络由化学交联得到；所述水凝胶中的物理交联相单体为海藻酸钠、壳聚糖、明胶、卡拉胶和卡德兰胶中的一种，化学交联相单体为丙烯酰胺、丙烯酸、异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺甲基丙磺酸中的一种。

4.根据权利要求1或3所述的多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：所述水凝胶中含有导电填料，所述导电填料为碳纳米管、石墨烯和MXenes中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：所述碳纳米管为短壁碳纳米管，短壁碳纳米管表面存在羟基和羧基两种亲水基团；所述短壁碳纳米管中羧基含量为0.71～5.58wt％，羟基含量为0.49～3.86wt％，长径比的范围为80～500。

6.根据权利要求4所述的多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：所述石墨烯为经过氧化处理的氧化石墨烯，氧化石墨烯的层数＜3层，纯度＞98wt％，碳含量为50～65wt％、氧含量为30～50wt％。

7.根据权利要求4所述的多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：所述MXenes由Ti₃AlC₂刻蚀掉金属相后得到的，其具有蓬松的结构，水凝胶大分子可以插层进去。

8.根据权利要求1所述的多层组装压阻式水凝胶传感器，其特征在于：所述多层组装压阻式水凝胶传感器的灵敏度可以通过调节基体材料种类、单层水凝胶的厚度、基体材料中导电填料的浓度、组装的层数和/或压阻传感器的总体厚度来调节。

9.一种权利要求1～8中任意一项所述的多层组装压阻式水凝胶传感器的制备方法，其特征在于：首先制备各层水凝胶所需的水凝胶预制液，然后依次将各层水凝胶预制液倒入模具中并固化成型，最后在最顶层的水凝胶上通过柔性保护层封装，即获得多层组装压阻式水凝胶传感器。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述柔性保护层的材料为Ecoflex00-10、Ecoflex 00-20、Ecoflex 00-30、Ecoflex 00-35和Ecoflex 00-50中的一种。