一种柔性压力敏感材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115855328A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211489318.1(22)申请日2022.11.25(71)申请人电子科技大学长三角研究院（衢州）地址324000浙江省衢州市柯城区成电路1号(72)发明人魏雄邦廖家轩睢路希陈为龙鑫唐鹏凯任思佳(74)专利代理机构成都行之智信知识产权代理有限公司51256专利代理师何焦(51)Int.Cl.G01L1/20(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称一种柔性压力敏感材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种柔性压力敏感材料及其制备方法和应用，属于电子材料技术领域。所述柔性压力敏感材料具有通过MXene分散到聚苯胺和细菌纳米纤维素中形成的三维复合导电结构。本发明的MXene/PANI/BC复合导电结构中，单层MXene结构均匀分散在PANI/BC纤维中；利用具有纳米尺度结构、大长径比的细菌纤维素作为基体，以具有导电性的聚合物聚苯胺为传导通道，以具有金属导电性、良好的化学稳定性、独特的二维纳米薄膜结构的MXene作为导电沟道，制备了具有密度低、高回弹性的MXene/PANI/BC复合三维结构的敏感材料。CN115855328ACN115855328A权利要求书1/1页1.一种柔性压力敏感材料，其特征在于，所述柔性压力敏感材料具有通过MXene分散到聚苯胺和细菌纳米纤维素中形成的三维复合导电结构，所述MXene、聚苯胺和细菌纳米纤维素的质量比为(2～20)：(25～60)：(30～65)。2.根据权利要求1所述的柔性压力敏感材料，其特征在于，所述柔性压力敏感材料为MXene、聚苯胺和细菌纳米纤维素制成的三维复合导电气凝胶，其密度为15mg/cm3～50mg/cm3。3.根据权利要求1所述的柔性压力敏感材料，其特征在于，所述MXene通过刻蚀前驱体MAX相来获得，所述前驱体MAX相中，M为过渡族金属，A主要为Ⅲ族或Ⅴ族元素，X为C元素或N元素；片层的所述MXene尺寸的200nm～1000nm。4.根据权利要求1所述的柔性压力敏感材料，其特征在于，所述细菌纳米纤维素的长度为15μm～25μm，直径为50nm～100nm。5.一种柔性压力敏感材料的制备方法，其特征在于，包括：由苯胺缩聚制成聚苯胺分散液；将细菌纳米纤维素加入到聚苯胺分散液，得到混合胶体溶液；将MXene配制成MXene分散液后注射到混合胶体溶液中搅拌均匀，得到复合分散胶体溶液；对复合分散胶体溶液冷冻干燥、退火制成柔性压力敏感材料。6.根据权利要求5所述的柔性压力敏感材料的制备方法，其特征在于，加入的所述MXene、聚苯胺和细菌纳米纤维素的质量比为(2～20)：(25～60)：(30～65)。7.根据权利要求5所述的柔性压力敏感材料的制备方法，其特征在于，所述细菌纳米纤维素的长度为15μm～25μm，直径为50nm～100nm。8.根据权利要求5所述的柔性压力敏感材料的制备方法，其特征在于，进行冷冻干燥处理温度为‑70℃～20℃，干燥时间40‑50h；进行退火处理温度为60℃～300℃，退火时间1‑8h。9.一种如权利要求1‑4任一项所述的柔性压力敏感材料，或如权利要求5‑7任一项所述的柔性压力敏感材料的制备方法制得的柔性压力敏感材料在压力传感器上的应用。10.一种柔性压敏传感器，其特征在于，包括：权利要求1‑4任一项所述的柔性压力敏感材料，或如权利要求5‑8任一项所述的柔性压力敏感材料的制备方法制得的柔性压力敏感材料与柔性叉指电极封装成柔性压敏传感器。2CN115855328A说明书1/8页一种柔性压力敏感材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种柔性压力敏感材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]MXene是2011年发现的一种新型二维纳米材料。MXene的分子式是Mn+1XnTx(n＝1,2,3)，其中M为过渡金属，如Ti、V、Sc等；X是碳或氮；T是表面官能团，如‑OH，‑O或‑F。MXene主要是通过去除本体MAX相的A层来合成，其中A是来自ⅢA和ⅣA族的元素。自MXene发现以来，由于其表面官能团丰富、比表面积大、电导率高、孔隙率大、有机键丰富、亲水性强，可作为电极材料、电磁屏蔽材料、超级电容器、储能、纳米流体等。随着传感器研究的发展，科研人员发现MXene在压敏材料领域表现优异，因此，开发新型的高灵敏度、稳定性高的MXene复合压敏传感器具有很高的可行性。[0003]气凝胶是一种高孔隙率、低密度的具有三维结构材料，使其在吸附、隔热等领域应用广泛，具有导电性能的气凝胶可以在燃料电池、超级电容器、传感器、可穿戴设备等领域具有很高的应用潜力。目前传统