一种基于桑蚕丝织物的可穿戴柔性多层结构的压阻式传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116007798A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310049961.0(22)申请日2023.02.01(71)申请人哈尔滨理工大学地址150080黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号(72)发明人翁凌吴迪(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211专利代理师张金珠(51)Int.Cl.G01L1/18(2006.01)G01L9/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图8页(54)发明名称一种基于桑蚕丝织物的可穿戴柔性多层结构的压阻式传感器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于桑蚕丝织物的可穿戴柔性多层结构的压阻式传感器及其制备方法，属于可穿戴压阻传感器领域。本发明要解决传统的纤维传感器存在电导率低、厚度不理想、柔韧性较差、制备工艺复杂和成本高等技术问题。本发明先在Tris盐溶液中，将聚多巴胺包覆到桑蚕丝织物上，随后加硝酸银和抗坏血酸，在复合纤维织物上包覆银纳米粒子；随采用多次浸涂的方法将MXene包覆在复合纤维织物上；随后使用电化学法在复合纤维织物表面包覆一层聚吡咯，最后使用3M胶带、PDMS和导电银浆对其封装，得到了所述传感器。本发明的制备方法简单、成本低，并且性能优异，在健康监测、运动监测、运动监测、人工智能、可穿戴设备和人机交互等领域具有很大的发展潜力。CN116007798ACN116007798A权利要求书1/1页1.一种基于桑蚕丝织物的可穿戴柔性多层结构的压阻式传感器的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、依次用丙酮、无水乙醇和去离子水清洗桑蚕丝纤维织物；步骤二、将无水乙醇和去离子水混匀，加入Tris调pH值为10.0～11.0，然后加入DA将pH值控制在7.5‑9.5，再加入步骤一处理后的桑蚕丝纤维织物，尔后室温下用搅拌24h，再干燥，得到PDA@桑蚕丝纤维织物；步骤三、将PDA@桑蚕丝纤维织物加到AgNO3溶液中，室温下搅拌，边搅拌边逐滴滴加抗坏血酸水溶液，继续搅拌，反应完毕后取出织物，依次用无水乙醇和去离子水洗涤，再干燥，得到PDA@桑蚕丝纤维织物；步骤四、MXene分散液浸涂到PDA@桑蚕丝纤维织物上，再干燥；步骤五、步骤四操作1次～9次；步骤六、将吡咯和对甲苯磺酸去离子水中，搅拌均匀，加入步骤五处理后的织物，通过电化学法包覆聚吡咯，得到PPy@MXene@Ag@PDA@桑蚕丝纤维织物，封装后得到所述传感器。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中桑蚕丝纤维织物与溶液的质量比为1∶(20～100)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三中AgNO3溶液的浓度为0.01mol/mL～0.08mol/mL；步骤三中抗坏血酸水溶液的浓度为0.01mol/mL～0.08mol/mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三中反应时间为0.5h‑4h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三中烘箱温度为40℃‑80℃。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤四中MXene分散液的浓度为2mg/mL‑10mg/mL。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤六中吡咯的浓度为2.5mg/mL‑0.02g/mL；对甲苯磺酸的浓度为0.02g/mL‑0.06g/mL。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤六中电化学法为恒电流法；其中，电流控制在5mA/cm2‑80mA/cm2，反应时间为10min‑120min。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤六中所述传感器由至少3层PPy@MXene@Ag@PDA@桑蚕丝纤维织物封装而成。10.一种权利要求1‑9任意一项所述方法制备的可穿戴柔性压阻式传感器。2CN116007798A说明书1/7页一种基于桑蚕丝织物的可穿戴柔性多层结构的压阻式传感器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于可穿戴柔性传感器的技术领域，具体地说，涉及一种基于桑蚕丝织物的可穿戴柔性多层结构的压阻式传感器及其制备方法；基于桑蚕丝织物的可穿戴柔性多层结构的压阻式传感器主要用于健康监测、运动监测、运动监测、人工智能、可穿戴设备和人机交互等领域。背景技术[0002]近年来，随着科学技术的飞速发展和人们对美好生活的期望，人们对于柔性可穿戴传感器的需求日益增长。压阻传感器因其原理简单、制备容易、成本低、性能优异等优点，在人工智能、可穿戴电子设备、健康监测、运动监测和人机交互等领域具有广泛的应用，日益受到科研人员的广泛关注。然而，以往的柔性可穿戴压阻传感器仍然普遍存在灵敏度低、响应速度慢、循环稳定性差、可穿戴性差和与人体相容性不好等方面的问题，限制了柔性压阻式传感器的应用。