一种用于电子皮肤基底的复合膜及制备方法技术

本发明专利技术涉及电子皮肤材料技术领域，具体涉及一种用于电子皮肤基底的复合膜及制备方法。所述一种用于电子皮肤基底的复合膜的制备方法由如下步骤组成：(a).将再生丝素蛋白溶解于甲酸中配制丝素蛋白纺丝液A；将壳聚糖溶解于三氟乙酸中配制壳聚糖纺丝液B；(b).将(a)步骤所述丝素蛋白纺丝液A和壳聚糖纺丝液B混合均匀得到混合纺丝液C；(c).将(b)步骤所述混合纺丝液C进行纺丝，得到丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜；(d).在(c)步骤所述丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜上涂布一层硅胶膜，即得到用于电子皮肤基底的复合膜。该方法制备得到的一种用于电子皮肤基底的复合膜与人体皮肤生物兼容性好，贴附性理想。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电子皮肤基底的复合膜及制备方法
本专利技术涉及电子皮肤材料
，具体涉及一种用于电子皮肤基底的复合膜及制备方法。
技术介绍
随着电子信息技术、新材料和生物技术的发展，电子皮肤的应用前景收到了关注。在人类甚至智能机械的表面集成具有功能性的材料，可以赋予人类或智能设备传感等功能。这种可穿戴设备随着智能终端的兴起，促进了健康医疗、家居、工业生产等设备的智能化。电子皮肤可以作为可穿戴设备的一种，通过电子皮肤集成各种传感器可以修复由于皮肤损伤造成感知障碍的病人重获触感。电子皮肤对柔性和弹性要求较高，并且要求在三维动态和静态的情况下具有较好的压力输出功能。近年来对于电子皮肤有柔性化要求的趋势，并且应用于柔性压力测试的柔性压力传感器是其中最具有挑战性的应用。按照电子皮肤的基本构造划分，电子皮肤的材料可以分为敏感材料和基底材料两大类。但是现有的电子皮肤基底材料存在与人体皮肤生物兼容性差，贴附性不理想等问题，影响用户的体验。申请号为：201711128891.9的中国专利申请公开了一种基于天然纤维素纳米纤维的电子皮肤及其制备方法，其特征在于采用抽滤或静电吸附法将碳纳米管、石墨烯、银纳米线等导电纳米材料固定在细菌纤维素（BC）纳米纤维膜上赋予纤维膜导电特性；将作为介电层的聚乙烯薄膜置于两片厚度均一的导电BC纳米纤维膜中间构成微型可拉伸、可压缩电容器，即制得基于天然纤维素纳米纤维的电子皮肤。本专利技术首次制备了基于天然纤维素材料的电子皮肤，为寻找替换合成高聚物的生物相容性更好的电子皮肤提供了技术支持，具有较好的医学应用前景。申请号为：201310507497.1的中国专利申请公开了一种电子皮肤，包括柔性的敏感层，所述敏感层的上表面和下表面至少之一为非平面结构，所述敏感层的上表面和下表面上分别形成有上电极层和下电极层。本专利技术还公开了一种电子皮肤的制作方法。本专利技术的电子皮肤与新型微纳传感技术相融合，由于使用了无毒且生物相容性很好的超薄弹性薄膜材料，故能很好的和人体皮肤融为一体，构筑成可穿戴式器件能带来超好的用户体验感；同时由于敏感材料独特的纳米结构使得该设备具有的灵敏度更高、稳定性更好；加上整个器件轻小灵巧具有携带方便的优点。申请号为：201711184092.3的中国专利申请公开了一种高灵敏度电子皮肤，具有聚乙烯醇-银纳米线/石墨烯-PDMS三明治结构，通过喷涂的方式在PET基材表面形成一层相互交叠堆积的银纳米线导电网络，之后再在银纳米线网络上均匀喷涂分散一层由大片石墨烯和小片石墨烯混合的石墨烯，这些石墨烯沉积在银纳米线网络之间或联通相邻的银纳米线，进一步增强导电网络的导电性能，之后，使用旋涂的方式在上述导电网络表面旋涂一层聚乙烯醇溶液作为电子皮肤的基体，最后，待聚乙烯醇干燥后，将复合膜从PET薄膜上分离开，将该复合膜转移到烘箱中，翻转表面，在与PET接触的一面蒸镀一层PDMS薄膜，这样就可以得到一种三明治结构的电子皮肤。申请号为：201610030975.8的中国专利申请公开了一种柔性纳米纤维基电子皮肤及其制备方法，属于柔性传感器领域。一种柔性纳米纤维基电子皮肤，其特征在于：该电子皮肤由两层导电化处理过的柔性纳米纤维膜贴合而成，柔性纳米纤维膜的厚度为30～500um，其中，相贴合的两面中，至少一面具有微凹槽或微突起结构。本专利技术可以解决现有技术中工作电压高、功耗大及灵敏度低的问题；兼具敏感层和导电级的作用，结构单一，工艺简单，能用于工业化生产；具有很好的生物相容性，故能很好的与人体皮肤融为一体，便于构筑成可穿戴器件；加之用于本专利技术中的电子皮肤独特的纳米结构使得该设备具有的灵敏度更高、稳定性更好；再者整个器件轻小灵巧具有携带方便的优点。申请号为：201810283447.2的中国专利申请公开了一种基于静电纺丝技术的高弹性主动式电子皮肤成型方法，其包括：选择含柔性嵌段的高分子共聚物材料加入交联剂，合成超支化聚合物或者交联定形聚合物；向所合成的聚合物中添加具备力-电转化特征的功能材料，并使得分散均匀以获得静电纺丝溶液；采用静电纺丝技术使溶液进行静电纺丝和汇集成膜，由此直接获得所需的电子皮肤产品。通过本专利技术，可在无需使用柔性基板的情况下高质量、高效率制作电子皮肤，而且该产品能够以主动电压的方式高灵敏输出信号以实现力的测试，同时显著提高了表面积和孔径率等特性。申请号为：201810287132.5的中国专利申请公开了一种单电极柔性电子皮肤，包括功能层，所述功能层为柔性纳米纤维膜，所述功能层由静电纺丝法制得，所述功能层的下表面为电极层。所述功能层透明，对可见光的透过率高，所述电极层为单独且唯一的电极层。本专利技术的电子皮肤材料简单，可分辨压力和温度，解决了现有技术功能单一的问题；由于使用了无毒且生物相容性好的超薄铁电柔性聚合物材料，透明度高，所以能很好的与人体皮肤融为一体，便于构筑成可穿戴器件；同时可单独工作，不需要外加电压，解决了现有技术中工作电压高、功耗大的问题；加上整个器件轻小灵巧具有携带方便的优点，将在智能机器人领域获得较好的应用。
技术实现思路
针对现有的电子皮肤基底材料存在与人体皮肤生物兼容性差，贴附性不理想等问题，影响用户的体验的缺陷，本专利技术要解决的第一个技术问题是提出一种用于电子皮肤基底的复合膜的制备方法，该方法制备得到的一种用于电子皮肤基底的复合膜与人体皮肤生物兼容性好，贴附性理想。为解决本专利技术的第一个技术问题，本专利技术的所述一种用于电子皮肤基底的复合膜的制备方法由如下步骤组成：(a).将再生丝素蛋白溶解于甲酸中配制丝素蛋白纺丝液A；将壳聚糖溶解于三氟乙酸中配制壳聚糖纺丝液B；(b).将(a)步骤所述丝素蛋白纺丝液A和壳聚糖纺丝液B混合均匀得到混合纺丝液C；(c).将(b)步骤所述混合纺丝液C进行纺丝，得到丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜；(d).在(c)步骤所述丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜上涂布一层硅胶膜，即得到用于电子皮肤基底的复合膜。本专利技术所述的再生丝素蛋白是指蚕丝经脱胶、溶解和透析等工序获取丝素蛋白，可以采用市售的再生丝素蛋白，也可以采用现有方法制备得到。本专利技术所述的壳聚糖可采用市售的医用级别的壳聚糖，也可以用几丁质经过脱乙酰作用得到聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，其生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性均优良。进一步地，(a)步骤所述再生丝素蛋白与甲酸溶液的质量体积比为50～110g/L；优选再生丝素蛋白与甲酸溶液的质量体积比为60～90g/L。进一步地，(a)步骤所述壳聚糖与三氟乙酸的质量体积比为15～45g/L；优选所述壳聚糖与三氟乙酸的质量体积比为20～30g/L。丝素蛋白纺丝液A过少，壳聚糖纺丝液B过多，得到的电子皮肤柔韧性差，不耐用。丝素蛋白纺丝液A过多，壳聚糖纺丝液B过少，得到的电子皮肤贴附性差，易掉落，经过实验发现丝素蛋白纺丝液A和壳聚糖纺丝液B的质量比为4～9:1～4时，制备得到的电子皮肤的柔韧性好，并且电子皮肤的贴附性好，不易掉落，因此(b)步骤所述丝素蛋白纺丝液A和壳聚糖纺丝液B的质量比为4～9:1～4；更进一步的研究发现，丝素蛋白纺丝液A和壳聚糖纺丝液B的质量比为4～7:3～4时，制备得到的电子皮肤的柔韧性和电子皮肤的贴附性都更好，因此所述丝素蛋白纺丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子皮肤基底的复合膜的制备方法，其特征在于，制备方法如下：(a).将再生丝素蛋白溶解于甲酸中配制丝素蛋白纺丝液A；将壳聚糖溶解于三氟乙酸中配制壳聚糖纺丝液B；(b).将(a)步骤所述丝素蛋白纺丝液A和壳聚糖纺丝液B混合均匀得到混合纺丝液C；(c).将(b)步骤所述混合纺丝液C进行纺丝，得到丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜；(d).在(c)步骤所述丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜上涂布一层硅胶膜，即得到用于电子皮肤基底的复合膜。

【技术特征摘要】
1.一种用于电子皮肤基底的复合膜的制备方法，其特征在于，制备方法如下：(a).将再生丝素蛋白溶解于甲酸中配制丝素蛋白纺丝液A；将壳聚糖溶解于三氟乙酸中配制壳聚糖纺丝液B；(b).将(a)步骤所述丝素蛋白纺丝液A和壳聚糖纺丝液B混合均匀得到混合纺丝液C；(c).将(b)步骤所述混合纺丝液C进行纺丝，得到丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜；(d).在(c)步骤所述丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜上涂布一层硅胶膜，即得到用于电子皮肤基底的复合膜。2.根据权利要求1所述的一种用于电子皮肤基底的复合膜的制备方法，其特征在于，(a)步骤所述再生丝素蛋白与甲酸溶液的质量体积比为50～110g/L。3.根据权利要求1所述的一种用于电子皮肤基底的复合膜的制备方法，其特征在于，(a)步骤所述壳聚糖与三氟乙酸的质量体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，司文彬，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51