可拉伸应变传感器材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可拉伸应变传感器材料，包括石墨烯气凝胶层、金属网络层和有机聚合物弹性材料，所述金属网络层叠加在所述石墨烯气凝胶层上，所述石墨烯气凝胶层中具有定向排列的石墨烯片，所述定向排列的石墨烯片的直立方向与所述叠加方向一致，所述定向排列的石墨烯片之间通过石墨烯连接，所述有机聚合物弹性材料填充在所述石墨烯气凝胶层的孔隙和所述金属网络层的孔隙中，所述可拉伸应变传感器材料具有多个朝向所述叠加方向贯穿的通孔，使得所述可拉伸应变传感器材料形成网格状镂空结构。本发明专利技术还公开了一种可拉伸应变传感器材料的制备方法和应用。本发明专利技术还公开了一种可拉伸应变传感器。变传感器。变传感器。

【技术实现步骤摘要】
可拉伸应变传感器材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及传感器
，具体涉及一种可拉伸应变传感器材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，在可穿戴电子领域对柔性传感器的需求越来越大。其通过拉伸应变传感器可将机械形变转化为可探测的电学信号，在智能机器人、医疗监测、人机交互界面及仿生假肢等领域都展现出良好的应用前景。对于人体运动监测，理想的应变传感器件须兼具高拉伸率、高灵敏度以及良好的稳定性，从而为实现全尺度人体运动检测提供可能。
[0003]目前，可拉伸应变传感器的伸缩性主要基于弹性基材自身的拉伸极限，以及结构类传感器自身的结构设计。前者主要针对导电材料与弹性基材的结合方式，包括导电薄膜沉积或转移到弹性聚合物基材上，其传感原理主要是基于导电薄膜产生裂纹以及重叠的导电区的形成，但该裂纹的形成并不容易操纵，并且在很多情况下，尤其是当产生大而长的裂纹时，感应范围相对较低。不仅如此，由于导电纳米材料和聚合物基体的机械性能和表面性能差异很大，因此在经受周期性的加载/卸载条件时，导电材料薄片和弹性体基材之间经常会发生脱粘或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拉伸应变传感器材料，其特征在于，包括石墨烯气凝胶层、金属网络层和有机聚合物弹性材料，所述金属网络层叠加在所述石墨烯气凝胶层上，所述石墨烯气凝胶层中具有定向排列的石墨烯片，所述定向排列的石墨烯片的直立方向与所述叠加方向一致，所述定向排列的石墨烯片之间通过石墨烯连接，所述有机聚合物弹性材料填充在所述石墨烯气凝胶层的孔隙和所述金属网络层的孔隙中，所述可拉伸应变传感器材料具有多个朝向所述叠加方向贯穿的通孔，使得所述可拉伸应变传感器材料形成网格状镂空结构。2.根据权利要求1所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，所述通孔具有相同的尺寸和相同的形状。3.根据权利要求2所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，在未发生形变时，所述通孔具有相对于所述叠加方向的横截面形状；所述横截面形状为菱形。4.根据权利要求3所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，所述菱形的长轴和短轴的比值为1~9。5.根据权利要求1所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，所述通孔在所述可拉伸应变传感器材料中均匀分布。6.根据权利要求5所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，相邻的所述通孔之间的宽度相等。7.根据权利要求6所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，所述通孔形成通孔阵列，所述通孔阵列由多列组成，后一列的通孔排布于相邻前一列的两个相邻通孔之间。8.根据权利要求1~7任一项所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，未填充所述有机聚合物弹性材料时，所述石墨烯气凝胶层的孔隙率为95%~99%。9.根据权利要求1~7任一项所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，所述石墨烯片的含氧量为 15%~20%；所述石墨烯片的平均直径为5 um ~10um。10.根据权利要求1~7任一项所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，未填充所述有机聚合物弹性材料时，所述金属网络层的孔隙率为 30%~60%。11.根据权利要求1~7任一项所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，所述通孔占所述可拉伸应变传感器材料的孔隙率为30%~60%。12.根据权利要求1~7任一项所述的可拉伸应变传感器材料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，李文博，刘静，王佳伟，李炯利，王旭东，罗圭纳，王刚，
申请(专利权)人：北京石墨烯技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：