The invention provides a flexible strain sensor and its preparation method and application. The flexible strain sensor comprises a strain sensing material, an electrode and an insulating flexible packaging layer, the strain sensing material is electrically connected with the electrode, and both are encapsulated by the flexible packaging layer, and the end of the electrode leads to the flexible packaging layer. The strain sensing material is a composite material AgNWs/RGO containing redox graphene and silver nanowires outside the packaging layer. The invention adopts low-cost redox graphene (RGO) and high conductivity silver nanowires (AgNWs) to compound, and obtains strain-sensing composite AgNWs/RGO with ultra-high conductivity. The AgNWs/RGO composite is packaged with flexible polymer, which has high durability and good flexural sensitivity. Ws / RGO can be tailored to produce flexible strain sensors with different shapes and sizes, which can be flexibly and conveniently attached to the surface of various shapes. The sensor has light weight and strong environmental adaptability.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性应变传感器及其制备方法与应用
本专利技术涉及复合材料及其在传感器领域的应用,具体涉及一种柔性应变传感器及其制备方法与应用,属于传感器领域。
技术介绍
随着透明、灵活应变传感器的技术发展,人们对实时医疗监护、生物整合治疗、可穿戴显示器和轻量化移动电子设备的技术需求日益增长。相较于玻璃或硅晶片等刚性载体,柔性电子器件是构建在柔性聚合物(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯亚胺PEI或聚二甲基硅氧烷PDMS)上的电子器件,由于此种柔性聚合物表现出弹性,所以柔性聚合物基材上的电子元件可以被弯曲和均匀拉伸,从而可以广泛应用在变形触摸屏、生物识别设备、可穿戴超级电容器或太阳能电池等方面。传统应变传感器主要集中在高变形下的高伸缩性和高灵敏度测试运动,而在微变形状态下,其较低的灵敏度限制了其在心跳监测、脉搏波检测或声音信号采集和识别等领域中的应用。现有技术(例如CN107655398A、CN107720685A)采用石墨烯及其复合产品作为应变感应材料制备柔性应变传感器,上述制备方法工艺复杂,制备过程不易控制,成本较高,且应变传感器的电导率较低,在生物医学检测等微变形状态下不能实现其高灵敏度。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本专利技术提供了一种柔性应变传感器及其制备方法与应用,该制备方法简易高效、过程可控,柔性应变传感器成本低、质量轻且灵敏度高。为实现以上目的,本专利技术采用以下技术方案:第一方面,本专利技术提供一种柔性应变传感器,包括应变感应材料、电极和绝缘的柔性封装层,所述应变感应材料与所述电极电连接、且二者均被所述柔性封装层封装,所述电极的端 ...
【技术保护点】
1.一种柔性应变传感器,包括应变感应材料、电极和绝缘的柔性封装层,所述应变感应材料与所述电极电连接、且二者均被所述柔性封装层封装,所述电极的端部引至所述柔性封装层外部,其特征在于:所述应变感应材料为包含氧化还原石墨烯和银纳米线的复合材料AgNWs /RGO。
【技术特征摘要】
1.一种柔性应变传感器,包括应变感应材料、电极和绝缘的柔性封装层,所述应变感应材料与所述电极电连接、且二者均被所述柔性封装层封装,所述电极的端部引至所述柔性封装层外部,其特征在于:所述应变感应材料为包含氧化还原石墨烯和银纳米线的复合材料AgNWs/RGO。2.根据权利要求1所述的一种柔性应变传感器,其特征在于:所述复合材料AgNWs/RGO的电导率为11.32S/m-23.61S/m。3.根据权利要求1所述的一种柔性应变传感器,其特征在于:所述柔性封装层的材质为热塑性高分子聚合物。4.根据权利要求3所述的一种柔性应变传感器,其特征在于:所述热塑性高分子聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯或聚四氟乙烯。5.根据权利要求1所述的一种柔性应变传感器,其特征在于:所述柔性应变传感器整体呈扁平状,其纵截面的厚度为1mm-2mm。6.权利要求1所述的一种柔性应变传感器的制备方法,其特征在于:首先按以下步骤制备AgNWs/RGO复合材料,然后在该AgNWs/RGO复合材料上设置电极,并采用柔性封装层进行绝缘封装,从而制备获得柔性应变传感器——S1)将未还原的石墨氧化物GO分散到二甲基甲酰胺溶液中,超声处理制成GO悬浮液;S2)在步骤S1制得的GO悬浮液中加入银纳米线AgNWs溶液并磁力搅拌,然后依次加入二甲基甲酰胺溶液、氢氧化铵溶液和水合肼溶液,继续磁力搅拌对GO进行氧化还原反应,得到AgNWs/RGO复合材料溶液;S3)将步骤S2制得的复合材料溶液冷却、过滤、干燥,得到AgNWs/RGO复合材料。7.根据权利要求6所述的一种柔性应变传感器的制备方法,其特征在于:S2步骤当中,所述银纳米线AgNWs溶液的浓度为5mg/ml-10mg/ml。8.根据权利要求6所述的一种柔性应变传感器的制备方法,其特征在于:所述封装过程包括如下步骤:(a)分别量取聚二甲基硅氧烷和固化剂进行混合,其中,聚二甲基硅氧烷和固化剂的体积比为10:1;(b)将步骤(a)配置的聚二甲...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐荣青,叶亚龙,韩永琪,曹姝清,陈启山,
申请(专利权)人:南京邮电大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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