一种可自愈合电阻式应变传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可自愈合电阻式应变传感器及其制备方法和应用。该制备方法是首先将镍海绵在氧化石墨烯分散液中浸泡‑吹扫‑干燥循环多次，得到氧化石墨烯包覆的镍海绵；利用溴化氢和硫脲对氧化石墨烯包覆的镍海绵进行刻蚀和还原，洗涤和干燥后，得到三维中空的巯基化石墨烯骨架；将石墨烯骨架置于银纳米线的分散液中浸泡‑干燥循环多次后得到高导电的银纳米线负载石墨烯骨架，接上电极，置于灌注可自愈合的功能化聚氨酯的溶液中，干燥，得可自愈合电阻式应变传感器。本发明专利技术制备的电阻式应变传感器，对外部应变刺激表现出优异的灵敏度、响应速度和循环稳定性，且在断裂后表现出良好的自愈合性能，可用于检测各种人体运动。

【技术实现步骤摘要】
一种可自愈合电阻式应变传感器及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种电阻式应变传感器，具体涉及一种可自愈合电阻式应变传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
外部刺激作用于传感器产生形变时，通过改变电阻式应变传感器内部导电通路结构进而引起电阻变化，因此可以通过仪器检测电阻变化并建立与形变的关系模型。与电流式、电容式应变传感器相比，电阻式传感器由于其更简单的制备工艺，成本低廉以及更方便的信号采集机制，被广泛应用于仿生电子皮肤、交互式可穿戴设备、医疗保健监控、智能机器人等领域。近年来，随着5G物联网、人机虚拟现实、医疗监测、智能家居等新兴产业的快速发展，可用于上述产业的各种柔性可穿戴设备也不断地被开发出来。然而，作为其数据采集核心模块的应变传感器却都表现出了明显的“短板”。例如，Wang等人利用石墨烯海绵和聚二甲基硅氧烷制备了超灵敏的应变传感器，灵敏系数高达1000，然而拉伸率不到10％，导致其实际应用受到严重限制。此外，过高的灵敏度使得传感器极易受到其他因素的干扰，得到的响应曲线“噪音”增多，反而会影响检测结果的准确性，并导致处理“噪音”所需隐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可自愈合电阻式应变传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)将镍海绵在溶剂中超声洗涤干燥后在氧化石墨烯水分散液中浸泡，取出后用吹扫、干燥，重复浸泡-吹扫-干燥过程多次，得到氧化石墨烯包覆的镍海绵；/n2)将步骤1)得到的氧化石墨烯包覆的镍海绵浸入溴化氢溶液在室温下搅拌，然后加入硫脲在60-100℃下反应8-36h，取出后在去离子水和乙醇中分别重复洗涤多次，洗涤后再干燥，得到三维中空的巯基化石墨烯骨架；/n3)将步骤2)的三维中空的巯基化石墨烯骨架放入银纳米线的乙醇分散液中浸泡，浸泡后干燥，重复浸泡-干燥过程3-10次后得到银纳米线负载巯基化石墨烯骨架，接上电极；置于有机硅聚氨酯...

【技术特征摘要】
1.一种可自愈合电阻式应变传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将镍海绵在溶剂中超声洗涤干燥后在氧化石墨烯水分散液中浸泡，取出后用吹扫、干燥，重复浸泡-吹扫-干燥过程多次，得到氧化石墨烯包覆的镍海绵；
2)将步骤1)得到的氧化石墨烯包覆的镍海绵浸入溴化氢溶液在室温下搅拌，然后加入硫脲在60-100℃下反应8-36h，取出后在去离子水和乙醇中分别重复洗涤多次，洗涤后再干燥，得到三维中空的巯基化石墨烯骨架；
3)将步骤2)的三维中空的巯基化石墨烯骨架放入银纳米线的乙醇分散液中浸泡，浸泡后干燥，重复浸泡-干燥过程3-10次后得到银纳米线负载巯基化石墨烯骨架，接上电极；置于有机硅聚氨酯自愈合弹性体的溶液中，室温下干燥后再加热干燥，制得可自愈合电阻式应变传感器。


2.根据权利要求1所述的可自愈合电阻式应变传感器的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的镍海绵的孔隙率为60-120PPI；氧化石墨烯水分散液的质量浓度为5-12mg/mL。


3.根据权利要求1所述的可自愈合电阻式应变传感器的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的超声洗涤所用的溶剂为丙酮和乙醇中的一种，超声功率为0.1-0.3kW；超声洗涤的时间为10-30min；
步骤1)中，每一次干燥的温度为40-60℃，每一次干燥的时间为20-60min；
步骤1)中，吹扫是用高压气枪进行垂直吹扫0.5-1.5min，高压气枪距离试样的距离为0.4-2cm，压强为0.2-1MPa；
步骤1)中，重复浸泡-吹扫-干燥过程为4-10次。


4.根据权利要求1所述的可自愈合电阻式应变传感器的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述溴化氢的质量浓度为5-20wt％；所述的室温下搅拌的转速为30-80r/min，室温下搅拌的时间为0.5-2h。


5.根据权利要求1所述的可自愈合电阻式应变传感器的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述硫脲的质量浓度为4-12w...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红强，张林，曾幸荣，赖学军，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44