石墨烯基导电水凝胶和其制备方法及在柔性可穿戴式传感器上的应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯基导电水凝胶，是采用聚多巴胺部分还原氧化石墨烯得到导电纳米填料，用丙烯酰胺和海藻酸钠混合制备得到柔性基底液，将导电纳米填料和柔性基底液混合，通过自由基聚合法制备。还公开了其制备方法：1、将氧化石墨烯粉末在水溶液中分散均匀，加入多巴胺单体，调节PH，搅拌，得到导电纳米填料混合液；2、在海藻酸钠溶液中加入丙烯酰胺单体混匀得到柔性基底液，加入导电纳米填料混合液，搅拌，真空干燥箱静置，取出，冰浴下，加入引发剂、交联剂、助剂，搅拌得到石墨烯基导电水凝胶。还公开了该石墨烯基导电水凝胶在制备柔性可穿戴式传感器中的应用。本发明专利技术水凝胶有优异的电学和力学性能、自愈合性、自黏附性和生物相容性。

Graphene based conductive hydrogels and their preparation methods and their application in flexible wearable sensors

【技术实现步骤摘要】
石墨烯基导电水凝胶和其制备方法及在柔性可穿戴式传感器上的应用
本专利技术属于生物材料
，具体涉及一种石墨烯基导电水凝胶和其制备方法及在柔性可穿戴式传感器上的应用。
技术介绍
随着新型传感技术、移动互联网技术、大数据分析技术以及低功耗芯片技术等创新技术的驱动，可穿戴式设备受到越来越多的关注和青睐。据麦姆斯咨询报道，2016年全球可穿戴医疗设备市场规模为53.1亿美元，预计2021年将达到121.4亿美元，2016～2021年期间的复合年增长率为18.0％。穿戴设备在运动健身、健康管理、社交娱乐以及军事领域中发挥着越来越重要的作用。柔性传感器因其在可穿戴电子设备，软机器人和人工智能等领域的独特应用而备受瞩目。目前，水凝胶已经成为下一代可穿戴式柔性传感器的前景材料，因为它们与人体组织相似，并且在机械、电气和独特的自我修复特性方面具有多样性，并且可能模糊机器和人体之间的边界。为了模仿人体组织的柔软和弹性，制备的水凝胶需要具有弹性和柔韧性。人体皮肤的另一个重要特征是一旦发生物理损伤，它就能以自主的方式反复进行自我修复。自愈性可以显著本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯基导电水凝胶，其特征在于，是采用聚多巴胺部分还原氧化石墨烯得到导电纳米填料，用丙烯酰胺和海藻酸钠混合制备得到柔性基底液，将导电纳米填料和柔性基底液混合，通过自由基聚合法制备得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基导电水凝胶，其特征在于，是采用聚多巴胺部分还原氧化石墨烯得到导电纳米填料，用丙烯酰胺和海藻酸钠混合制备得到柔性基底液，将导电纳米填料和柔性基底液混合，通过自由基聚合法制备得到。


2.如权利要求1所述的石墨烯基导电水凝胶，其特征在于，所述自由基聚合法是指通过加入引发剂、交联剂、助剂使得导电纳米填料和柔性基底液聚合得到水凝胶。


3.如权利要求2所述的石墨烯基导电水凝胶，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺，所述助剂为四甲基乙二胺。


4.如权利要求2所述的石墨烯基导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将氧化石墨烯粉末在水溶液中分散均匀，然后加入多巴胺单体，调节PH为9～12，在温度为60～80℃下搅拌，使得溶液中的氧化石墨烯部分还原成还原氧化石墨烯，得到还原氧化石墨烯导电纳米填料混合液；
(2)配制海藻酸钠溶液备用，在海藻酸钠溶液中加入丙烯酰胺单体混匀得到柔性基底液，在该柔性基底液中加入步骤(1)得到的还原氧化石墨烯导电纳米填料混合液，充分搅拌，在真空干燥箱静置，取出，冰浴条件下，加入引发剂、交联剂、助剂，搅拌，得到石墨烯基导电水凝胶。


5.如权利要求4所述的石墨烯基导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体步骤为：将氧化石墨烯分散于水中，进行超声分散，形成均匀的氧化石墨烯悬浮液，将盐酸多巴胺加入该悬浮液中，调节PH至9～12，在60～80℃下持续搅拌1h～6h，得到还原氧化石墨烯导电纳米填料混合液。

【专利技术属性】
技术研发人员：熊兴良，章艳，江奇锋，李扬，张铃钦，查小英，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50