[发明专利]一种铜基气凝胶-PDMS复合压阻式压力传感材料及其应用

摘要

本发明提供了一种铜基气凝胶‑PDMS复合压阻式压力传感材料及其应用。本发明材料通过简单的冷冻组装和高温退火反应方法制备，铜基气凝胶‑PDMS复合压阻式压力传感材料具有典型的三维组装块体结构，由三维搭接的石墨烯包裹铜纳米线核壳结构作为块体的纳米框架，节点处引入石墨烯的牢固化学结合，“外硬内软”的PDMS作为支撑层。所研制的铜基气凝胶‑PDMS复合压阻式压力传感材料具有超弹性，可以有效地感知外界压力，应用于压力探测传感中。本发明的铜基气凝胶‑PDMS复合压阻式压力传感材料具有低成本，灵敏响应，稳定和制备工艺简单等优点。

主权项

1.一种新型铜基气凝胶‑PDMS复合压阻式压力传感材料，其特征在于由三维搭接的石墨烯(G)包裹铜(Cu)纳米线核壳结构作为块体的纳米框架，在搭接节点处引入石墨烯壳层的牢固化学结合，同时后灌入的“外硬内软”的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为支撑层，其化学通式如下：Cu/G/PDMS，采用以下方法制备得到：(1)配置铜纳米线‑有机物均匀分散液进行三维组装，调节铜纳米线与有机物的质量比为16:5‑64:5，以铜纳米线为模板，以水溶性有机物为固态碳源，在氢氩混合气中在500‑900℃下退火10‑20min，制备得到节点牢固结合的石墨烯包裹的铜基三维气凝胶；(2)调配液态的PDMS，然后灌入步骤(1)石墨烯包裹的铜基三维气凝胶中，在60‑120℃条件下加热固化2‑7h，获得“外硬内软”的PDMS支撑层。