基于三明治式纺丝薄膜的一体式柔性传感器及制造方法技术

本发明专利技术为一种基于三明治式静电纺丝薄膜的一体式柔性传感器及制造方法，其克服了现有技术中存在的金属和半导体材料制备的传感器柔韧性差、制备工艺复杂的问题。本发明专利技术一体式柔性传感器由柔性复合材料组成，柔韧性好，制备工艺简单。本发明专利技术包括上导电层和下导电层，上导电层与下导电层之间为绝缘层，上导电层、下导电层和绝缘层采用复合薄膜，复合薄膜包括柔性基体，MXene和银纳米线作为导电组分分散于上导电层和下导电层的柔性基体中，上导电层和下导电层的表面引出至少一条电极。制造步骤包括：(1)MXene和银纳米线的制备；(2)柔性基体液的制备；(3)静电纺丝前驱液的制备及其静电纺丝；(4)三明治型一体式柔性传感器的组装。(4)三明治型一体式柔性传感器的组装。(4)三明治型一体式柔性传感器的组装。

【技术实现步骤摘要】
基于三明治式纺丝薄膜的一体式柔性传感器及制造方法

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[0001]本专利技术属于多功能薄膜材料与器件构筑
，涉及一种基于三明治式纺丝薄膜的一体式柔性传感器及制造方法，可广泛应用于柔性电子、可穿戴设备、人机接口、柔性机器人等领域。

技术介绍
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[0002]近年来，随着柔性电子材料和传感技术的快速发展，可穿戴式柔性传感器发展非常迅速。柔性传感器是以特殊的方式将目标信号转换为电学信号，在人体健康监测、生物医学和柔性电子皮肤等方面有着巨大的潜力。传统的金属和半导体材料制备的传感器，往往存在机械性能差，导电性不佳等缺点，制约了它的应用，而柔性传感器具有良好的柔韧性、可拉伸性及可连续监测等优势；柔性传感器的制备方式也可归纳为三类:涂覆法、封装法以及织入法。但以上方法制备过程繁琐、条件难以控制、产品均一性差、方法制备工艺复杂，不具有大规模生产的潜力。通过静电纺丝技术制备的一体式电容传感器，除具有良好的柔韧性和导电性外，还具有可控的微纳结构、优良的可拉伸性、高灵敏性以及良好的应用潜力，可用于制备温感、发光等多功能传感器，此方法制备工艺简单、条件温和可控、产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三明治式纺丝薄膜的一体式柔性传感器，其特征在于：包括上导电层和下导电层，上导电层与下导电层之间为绝缘层，上导电层、下导电层和绝缘层采用复合薄膜，复合薄膜包括柔性基体，MXene和银纳米线作为导电组分分散于上导电层和下导电层的柔性基体中，上导电层和下导电层的表面引出至少一条电极。2.根据权利要求1所述的基于三明治式纺丝薄膜的一体式柔性传感器，其特征在于：柔性基体物质为热塑性聚氨酯、聚乳酸或聚己內酯。3.一种基于三明治式纺丝薄膜的一体式柔性传感器的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)MXene和银纳米线的制备：采用通过酸蚀刻法和水热法分别制备MXene和银纳米线作为导电组分；(2)柔性基体液的制备：以体积比为1:1～1.5:1的两种有机溶剂作为混合溶剂，制备质量分数为12％～14％的柔性基体液；(3)静电纺丝前驱液的制备：以体积比为1:0.01～1:0.05的有机溶剂
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酒精做混合分散介质，制备MXene质量分数为20～30wt％和银纳米线质量分数为2～3wt％的混合导电组分分散液；将混合导电组分分散液与柔性基体液混合均匀得到静电纺丝前驱液；(4)三明治型一体式柔性传感器的制备：通过静电纺丝法按照如下顺序制备三明治式静电纺丝薄膜：先制备下层导电层，然后进行中层绝缘层的制备，最后进行上层导电层的制备；在导电层的复合薄膜层连接电极，组装电容式柔性传感器。4.根据权利要求3所述的基于三明治式纺丝薄膜的一体式柔性传感器的制造方法，其特征在于：步骤(1)包括以下步骤：先制备少层MXene，在10mL 9mol/L的盐酸溶液中加入1g氟化锂，然后缓慢地将1g 38μm粒径的Ti3AlC2粉末混合到溶液中；粉末全部加入后，将溶液保持在35℃下并用磁力搅拌器搅拌24h；24h后，用去离子水清洗产生的残渣，然后以3500转/分离心2min，然后清洗；重复以上操作，直到获得pH值为6的悬浮液；将剩余的沉积物加到去离子水中，并将其在0.25μm孔径的Celgard膜上过滤，从过滤器收集的粉末是多层Ti3C2T
x
或Ti3C2T
x
粘土；再进行制备银纳米线，将5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏伟，杜浩田，金洗郎，陈卫星，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：