一种便携式自供能水凝胶应变传感器的制备方法技术

一种便携式自供能水凝胶应变传感器的制备方法，主要是通过选用具有优异拉伸性能的柔性水凝胶作为电解质，在其两端分别组装金属锌片作为负极，金属铜片作为正极，构筑一个柔性水凝胶电池。然后在电池的正负极之间连接一个定值电阻作为信号输出端，构筑成应变传感器。借助电池正负两极间化学能向电能的转化，在定值电阻的两端可以检测到电压信号，即传感器的检测信号。当作为主要基体的水凝胶材料受到外力作用而发生形变时，这一变化会引起其内在电阻值的改变，从而导致输出端电压的改变。因此，可通过检测电压信号达到对外力变化的监测。同时，由于水凝胶电池的自供能效应，该应变传感器无需外接电源，可以微型化制备，具有很好的便携性。

Preparation method of a portable self powered hydrogel strain sensor

【技术实现步骤摘要】
一种便携式自供能水凝胶应变传感器的制备方法
本专利技术涉及应变传感器的制备方法，属于传感器领域。特别涉及一种无需外加电源，便携，基于原电池原理的自供能应变传感器的设计与制备方法。
技术介绍
基于水凝胶的应变传感器可将微小的机械刺激(如压力和拉力)导致的水凝胶形状变化转换为可测量的电学信号，同时，由于水凝胶具有良好的拉伸性，柔韧性，生物亲和性以及自修复性等特点，使得基于水凝胶的应变传感器在制备与人类健康相关领域的电子设备，例如，脉搏检测器，软体机器人，超级电容器和人造皮肤等方面具有很好的潜在应用前景而受到越来越多的关注。到目前为止，已报道的基于水凝胶的应变传感器按检测信号的不同主要可分为两类：一种是检测因外力刺激导致水凝胶发生形状变化时所引起的电阻值变化，也称为电阻传感器；另一种是检测外力存在时因水凝胶形状改变而产生的电容变化，也称为电容传感器。但这些已报道的传感器绝大多数需要外部电源的驱动以实现其功能，不利于电子设备的微型化，降低了其便携性。然而，目前关于构筑无需外接电源，具有自供能功能的水凝胶应变传感器还鲜有报道。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种便携式自供能水凝胶应变传感器的制备方法，其特征包括以下步骤：/n(1)水凝胶的制备：/n将明胶和单宁酸以质量比为0.7:1的比例溶于80℃的去离子水中，搅拌1.5-2.5h，将所得沉淀物冷却后塑型即可得到具有优异拉伸性能的水凝胶；/n(2)原电池的构建：/n将作为原电池负极材料的锌片和作为原电池正极材料的铜片贴附于水凝胶两侧的两端，即可构成原电池；/n(3)自供能水凝胶应变传感器的制备；/n将一个定值电阻连接于原电池的正负极，形成一个回路，即可得到自供能水凝胶应变传感器；该定值电阻的两端为信号输出端，输出电压信号即为被检测信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式自供能水凝胶应变传感器的制备方法，其特征包括以下步骤：
(1)水凝胶的制备：
将明胶和单宁酸以质量比为0.7:1的比例溶于80℃的去离子水中，搅拌1.5-2.5h，将所得沉淀物冷却后塑型即可得到具有优异拉伸性能的水凝胶；
(2)原电池的构建：
将作为原电池负极材料的锌片和作为原电池正极材料的铜片贴附于水凝胶两侧的两端，即可构成原电池；
(3)自供能水凝胶应变传感器的制备；
将一个定值电阻连接于原电池的正负极，形成一个回路，即可得到自供能水凝胶应变传感器；该定值电阻的两端为信号输出端，输出电压信号即为被检测信号。


2.如权利要求1所述的一种便携式自供能水凝胶应变传感器的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的水凝胶明胶与单宁酸的质量比可在0.1：1至1:1的范围内调节，并能替换为其它可作为原电池电解质且具...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立东，唐馥，王杰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11