The invention provides a strain sensing material, which comprises an elastic transparent matrix and an inorganic nanoparticle doped in the elastic transparent matrix, which is formed by a light-shielding material, wherein the strain sensing material has different transmittance under different stress. The invention also provides a preparation method of strain sensing material and a strain sensing system. The strain sensing material, the preparation method and the strain sensing system provided by the invention realize the stable and real-time detection of the strain of the object by using the change of transmittance before and after deformation; the structure is simple, the sensitivity is high, the electromagnetic interference is resisted, the volume is small, the cost is low, the manufacturing process is simple, the real-time monitoring can be carried out, and the effective solution is obtained. The problems of complex fabrication process and poor anti-interference of existing strain sensing materials are solved.
【技术实现步骤摘要】
应变传感材料、制备方法及应变传感系统
本专利技术涉及传感
,尤其涉及一种应变传感材料、制备方法及应变传感系统。
技术介绍
近年来,智能可穿戴设备如雨后春笋般快速发展,逐渐受到各界人士的重视。在众多的器件特性中,强拉伸、抗干扰及其重复稳定性成为可拉伸传感器发展的主要方向。如鲍哲南等人制备了透明和可拉伸的电容式传感器,其首先将单壁碳纳米管喷射在硅橡胶表面,通过纵向和横向拉伸使碳纳米管形成波纹状,而碳纳米管在变形时保持好的稳定性,然后以高弹性的共聚酯为介电层,两个带碳纳米管整列的电极面对面层压制备了压力和拉伸电容式传感器,其灵敏度呈良好的线性。但该拉伸传感器最大形变小于300%,且电容式传感器受人体表面静电荷干扰很大。此外,Kahp-YangSuh等人通过紫外固化的方式制备了聚氨酯丙烯酸酯纳米纤维,于其上沉积金属Pt,构建纳米纤维相互咬合的结构,制备的高灵敏度应力传感器能检测出压力、剪切力和扭转力,在以上三种不同的机械负荷下表现出不同的电阻率,但是拉伸强度依然小于300%,且在大形变下,传感器滞后性及其重复稳定性不理想。因此,如何在满足可弯曲、高灵敏、结构简单及其与人体兼容的前提下,提高传感器的抗干扰和稳定重复性具有重要的意义。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种应变传感材料、制备方法及应变传感系统,利用形变前后透光率变化实现了传感器对物体应变的稳定、实时检测;结构简单、灵敏度高、抗电磁波干扰、体积小、成本低、制作工艺简单、可进行实时监测,有效解决了现有应变传感材料的制作工艺复杂、抗干扰性差等问题。(二)技术方案根据 ...
【技术保护点】
1.一种应变传感材料,包括:弹性透明基体;以及无机纳米颗粒,掺杂于所述弹性透明基体中,该无机纳米颗粒采用挡光材料形成;其中,所述应变传感材料在不同应力作用下具有不同的透光率。
【技术特征摘要】
1.一种应变传感材料,包括:弹性透明基体;以及无机纳米颗粒,掺杂于所述弹性透明基体中,该无机纳米颗粒采用挡光材料形成;其中,所述应变传感材料在不同应力作用下具有不同的透光率。2.根据权利要求1所述的应变传感材料,其中,所述无机纳米颗粒的材质选自二氧化钛、二氧化硅及钛酸钡的至少其中之一。3.根据权利要求1或2所述的应变传感材料,其中,所述无机纳米颗粒的颗粒尺寸为10~50nm;和\或,所述无机纳米颗粒的掺杂质量浓度为0.05%~0.75%。4.根据权利要求1所述的应变传感材料,其中,所述弹性透明基体为硅橡胶、聚氨酯弹性体。5.根据权利要求4所述的应变传感材料,其中,所述硅橡胶包括硅酮和/或PDMS。6.根据权利要求1所述的应变传感材料,其中,所述应变传感材料为薄膜结构,其厚度大于0.2mm,小于0.8mm。7.一种应变传感材料的制备方法,包括:将无机纳米颗粒分散于弹性透明基体的溶液中;将上述分散有无机纳米颗粒的溶液刮涂于基材表面,形成复合形变敏感涂层;在复合形变敏感涂层固化并干燥后,从基材表面剥离复合膜层,制得应变传感材料;其中,所述无机纳米颗粒采用挡光材料形成,所述应变传感材料在不同应力作用下具有不同的透光率。8.根据权利要求7所述的应变传感材料的制备方法,其中,所述将无机纳米颗粒分散于弹性透明基体的溶液中包括:将无机纳米颗粒分散于包含多种组分的弹性透明基体的其中一组分溶液中...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨亚,翟庆彬,
申请(专利权)人:北京纳米能源与系统研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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