一种可拉伸的纱线传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种可拉伸的纱线传感器及其制备方法，涉及柔性传感器技术领域。该传感器包括弹性纱线和按照“S”型螺旋缠绕在所述弹性纱线表面的电极纱线。电极纱线包括敏感纤维、与敏感纤维两端相连接的电极线和包覆在敏感纤维和电极线表面的封装层。敏感纤维包括基体纤维以及涂覆在基体纤维表面的温敏材料或湿敏材料。纱线传感器以电极线为电极，以封装层为介电材料，通过敏感纤维电阻的变化来监测温度或湿度变化。本发明专利技术还提供了纱线传感器的制备方法。制备成的纱线传感器，稳定性好，灵敏度高，且所有结构均为柔性材料，轻薄可贴附，能舒适地贴合在人体皮肤表面，实现长期、实时监测的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种可拉伸的纱线传感器及其制备方法
本专利技术属于柔性传感器
，特别涉及一种可拉伸的纱线传感器及其制备方法。
技术介绍
目前，市面上采用的温度、湿度传感器为水银温度计、电子体温计或者红外温度计，这些温度计均属于刚性材料，且体积较大。目前大部分热电阻式温度传感器采用温敏材料制作，以金属材料作为传感层，最常用的有铂电阻和铜电阻，但是这些传感器采用非柔性材料制成，不具有生物兼容性。而柔性传感器，也都是在不能拉伸的柔性基底上，不能拉伸。而且现阶段，可应用于纺织品的温度传感器的制备主要是依赖于将硬质温度传感器嵌入至纺织品中。例如，专利CN104264315B公开了一种体温传感器织物的织造方法，将刚性的温度传感器嵌入在两块纺织面料当中，但所制备的温度传感器不具有贴合人体皮肤的柔性。专利CN106932119A公开了一种印刷式织物基柔性温度传感器，在纺织品上直接印刷温敏性的材料，得到能感应温度变化的织物传感器，但是这种方法得到的温度传感器需要额外的电极层材料，且得到的传感器灵敏度较低。因此，需要开发可拉伸的传感器，在运动或外力作用下，仍能正常工作，且与人体体表的相容性好，实时检测人体在各种运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拉伸的纱线传感器，其特征在于，包括弹性纱线和按照“S”型螺旋缠绕在所述弹性纱线表面的电极纱线；所述电极纱线包括敏感纤维、与所述敏感纤维两端相连接的电极线和包覆在所述敏感纤维和所述电极线表面的封装层；所述敏感纤维包括基体纤维以及涂覆在所述基体纤维表面的温敏材料或湿敏材料；所述纱线传感器以所述电极线为电极，以所述封装层为介电材料，通过所述敏感纤维电阻的变化来监测温度或湿度变化。

【技术特征摘要】
1.一种可拉伸的纱线传感器，其特征在于，包括弹性纱线和按照“S”型螺旋缠绕在所述弹性纱线表面的电极纱线；所述电极纱线包括敏感纤维、与所述敏感纤维两端相连接的电极线和包覆在所述敏感纤维和所述电极线表面的封装层；所述敏感纤维包括基体纤维以及涂覆在所述基体纤维表面的温敏材料或湿敏材料；所述纱线传感器以所述电极线为电极，以所述封装层为介电材料，通过所述敏感纤维电阻的变化来监测温度或湿度变化。2.根据权利要求1所述的可拉伸的纱线传感器，其特征在于，所述纱线传感器的最大伸长长度为所述纱线传感器长度的两倍，直径为5nm～2mm。3.一种如权利要求1～2任意一项所述的可拉伸的纱线传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将所述温敏材料或湿敏材料涂覆在所述基体纤维表面，制得所述敏感纤维；S2，将所述敏感纤维的两端均与所述电极线连接后，将所述介电材料涂覆到所述敏感纤维和所述电极线表面，形成所述电极纱线；S3，将所述电极纱线缠绕在所述弹性纱线表面，得到可拉伸的所述纱线传感器。4.根据权利要求3所述的可拉伸的纱线传感器的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述温敏材料选自石墨烯、碳纳米管、石墨粉、金属纳米线、金属纳米粒子、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐和导电聚合物中的一种或多种；其中，所述导电聚合物选自PEDOT:PSS、聚苯胺和聚吡咯中的至少一种。5.根据权利要求3所述的可拉伸的纱线传感器的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述湿敏材料为高分子聚合物与导电材料的复合材料，或为金属氧化物湿敏电阻、硅湿敏电阻和陶瓷湿敏电阻中的一种；其中，所述高分子聚合物选自聚酰亚胺、聚苯乙烯和醋酸纤维素中的至少一种；所述导电材料选自炭黑、石墨烯、金属纳米粒子和金属纳米线中的一种或多种。6.根据权利要求3所述的可拉伸的纱线传感器的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向阳，吴荣辉，马丽芸，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35