[发明专利]3D打印电容式智能皮肤及其制备方法

摘要

本发明属于功能材料技术领域，具体为一种3D打印电容式智能皮肤及其制备方法。本发明通过自由基共聚制备了一种可熔融水凝胶材料，该水凝胶可以通过3D打印进一步设计成具有高灵敏度的仿生智能皮肤。本发明制备的仿生智能皮肤有希望应用于可穿戴智能设备领域，制备过程操作简便，生产成本低。相比于目前已报道的智能皮肤材料，本发明设计的高灵敏仿生智能皮肤可以进行大面积打印与大规模生产制备，具有广阔的商业应用前景。

主权项

1.一种3D打印电容式智能皮肤的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）在1~30 wt% 的十二烷基硫酸钠水溶液中加入0.1~3 mol∙L^‑1的氯化钠，所得到的乳液中再加入总量为0.1~3 mol∙L^‑1的共聚单体N, N‑二甲基丙烯酰胺与丙烯酸十八酯，其中共聚单体N, N‑二甲基丙烯酰胺和丙烯酸十八酯单体比例在0.5~10之间可调节，聚合反应在30~70℃、在过硫酸铵和偏重亚硫酸钠存在下共同引发进行，其中过硫酸铵用量在0.1~5 mmol∙L^‑1内可调节，偏重亚硫酸钠用量在0.1~7 mmol∙L^‑1内可调节，聚合反应时间为2~48 小时，得到可熔融的水凝胶；（2）聚合后的水凝胶可在熔融后进行3D打印，打印参数可调节；其中，挤出压力范围为0.1~1 MPa，挤出针头直径范围为0.001~10 mm，挤出温度范围为10~90℃，成型温度范围为‑20~80℃，打印速度范围为0.1～190 mm∙s^‑1；（3）打印两层水凝胶作为离子传导层，中间放置一层介电材料作为介电层，构筑成三明治型的电容式智能皮肤器件。