一种兼备高电阻应变灵敏系数与高形变能力的多功能石墨烯柔性传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种兼备高电阻应变灵敏系数与高形变能力的多功能石墨烯柔性传感器及其制备方法，所述石墨烯柔性传感器包括柔性衬底、附着于所述柔性衬底表面的敏感材料和分布于敏感材料两端的电极，所述敏感材料为至少一层褶皱化的编织网状石墨烯薄膜；所述编织网状石墨烯薄膜由石墨烯纤维编织而成，优选为在经纬方向交替编织而成，所述石墨烯纤维内部具有石墨烯纳米片堆叠结构。本发明专利技术所述制备方法操作简单，成本低廉，有潜力被广泛应用于日常的人体动作感应，健康监测，智能机器人和人机交互等领域。

A flexible multifunction graphene sensor with high strain sensitivity and high deformation ability and its preparation method

Multifunctional graphene flexible sensor and the preparation method of the invention relates to a combine high resistance strain sensitive coefficient and high deformation ability, the graphene flexible sensor includes a flexible substrate, sensitive electrodes attached to the surface of the flexible substrate and distributed in two terminal sensitive materials, the sensitive material is woven mesh at least one layer of graphene film folds of the braided mesh; graphene film by graphene fiber woven, preferably alternately woven in the longitude and latitude direction from the inside of the graphene fibers with graphene nanosheets stacked structure. The preparation method has the advantages of simple operation and low cost, and has potential to be widely applied to the field of human motion induction, health monitoring, intelligent robot and human-machine interaction.

【技术实现步骤摘要】
一种兼备高电阻应变灵敏系数与高形变能力的多功能石墨烯柔性传感器及其制备方法
本专利技术涉及一种柔性可穿戴传感器及其制备方法，具体涉及一种兼备高电阻应变灵敏系数与高形变能力的多功能褶皱化石墨烯柔性传感器，属于柔性及可穿戴电子学领域和新材料

技术介绍
柔性可穿戴传感器是对于一类可以被直接穿戴或整合于衣物并感应和检测各种人体生理活动和运动活动的传感器的统称，其在人机交互、智能机器人、语音识别、个人健康监测和运动感应方面有着广泛的应用。传统的应变传感器，主要基于一些刚性材料，如金属箔和半导体，其可拉伸性很差(＜5％)且不可穿戴【非专利文献1】。为实现传感器的柔性可穿戴化，本领域技术人员尝试将一些兼具柔性和导电性的纳米材料应用于柔性可穿戴传感器的构筑，如石墨烯【非专利文献2】、金属纳米线【非专利文献3】、碳纳米管【非专利文献4】。尽管这些研究初步实现了传感器的柔性化和可穿戴化，但仍然存在两个未解决的基本问题：一是人体活动同时包括轻微的脉搏、呼吸和剧烈的运动，这要求可穿戴传感器同时具有高电阻应变灵敏系数(GF因子，定义为ΔR/R0和ε关系曲线的斜率)和很大的应变(ε)感应范围，而据本专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯柔性传感器，其特征在于，包括柔性衬底、附着于所述柔性衬底表面的敏感材料和分布于敏感材料两端的电极，所述敏感材料为至少一层褶皱化的编织网状石墨烯薄膜；所述编织网状石墨烯薄膜由石墨烯纤维编织而成，优选为在经纬方向交替编织而成，所述石墨烯纤维内部具有石墨烯纳米片堆叠结构。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯柔性传感器，其特征在于，包括柔性衬底、附着于所述柔性衬底表面的敏感材料和分布于敏感材料两端的电极，所述敏感材料为至少一层褶皱化的编织网状石墨烯薄膜；所述编织网状石墨烯薄膜由石墨烯纤维编织而成，优选为在经纬方向交替编织而成，所述石墨烯纤维内部具有石墨烯纳米片堆叠结构。2.根据权利要求1所述的石墨烯柔性传感器，其特征在于，所述敏感材料为2～30层相互堆叠的褶皱化的编织网状石墨烯薄膜。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯柔性传感器，其特征在于，所述褶皱化的编织网状石墨烯薄膜沿远离柔性衬底的方向的褶皱化程度梯度降低。4.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯柔性传感器，其特征在于，所述柔性衬底为具有可拉伸性的衬底，优选为聚胺酯薄膜、硅橡胶薄膜或聚酰亚胺薄膜。5.根据权利要求1-4中任一项所述的石墨烯柔性传感器，其特征在于，所述柔性衬底完全包覆所述敏感材料和电极。6.根据权利要求1-5中任一项所述的石墨烯柔性传感器，其特征在于，所述石墨烯柔性传感器的电阻应变灵敏系数GF在2～100000之间、应变感应范围为0～800%。7.一种如权利要求1-6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙静，何腾宇，王冉冉，王焱，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31