一种柔性湿度传感材料、传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性湿度传感材料、传感器及其制备方法。该柔性湿度传感材料包括：静电纺丝膜和附着在其上的聚多巴胺和银纳米颗粒。静电纺丝膜表面具有凸起结构。所述柔性湿度传感器包括：电极和上述柔性湿度传感材料制备的柔性湿度传感层。所述柔性湿度传感材料的制备方法包括：将聚合材料、银离子置换剂、多巴胺以及水混合，得到前体溶液；采用前体溶液制备静电纺丝膜；将静电纺丝膜按先后顺序依次置于多巴胺单体溶液中进行原位聚合，置于银离子盐溶液中进行银离子置换反应，置于弱氧化剂和保护剂补充溶液中氧化出银纳米颗粒，最终得到柔性湿度传感材料。本发明专利技术提供的湿度传感器能够舒适的穿戴于人体上，并实现对人体出汗量的检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性湿度传感材料、传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种柔性湿度传感材料、传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为治疗局部肿瘤的重要组成部分，放射线治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出。但是在放疗过程中却容易出现意外，一些患者身体承受不住放疗过程中较大的射线剂量，会出现较为明显的身体反应，比如大量出汗。为了更好地对患者身体情况进行监测，了解患者身体在放疗过程中的变化情况十分重要。寻找一种能够有效监测人体皮肤出汗量的湿度传感器是至关重要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种能够对人体皮肤出汗量进行检测的柔性湿度传感材料、柔性湿度传感器及其制备方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种柔性湿度传感材料，包括：静电纺丝膜和附着在所述静电纺丝膜上的聚多巴胺和银纳米颗粒。
[0006]可选的，所述静电纺丝膜表面具有凸起结构。
[0007]可选的，所述凸起结构为微锥结构。
[0008]本专利技术还提供了一种柔性湿度传感器，包括：电极和柔性湿度传感层，所述电极贴附于所述柔性湿度传感层表面，所述柔性湿度传感层的材料为上述柔性湿度传感材料。
[0009]可选的，所述柔性湿度传感层的一面具有凸起结构，所述电极贴附于所述柔性湿度传感层具有所述凸起结构的一面。
[0010]可选的，还包括封装层，所述封装层贴附于所述柔性湿度传感层具有电极的一面。
[0011]本专利技术还提供了一种柔性湿度传感材料的制备方法，包括：
[0012]将聚合材料、银离子置换剂、多巴胺以及水混合，得到前体溶液；
[0013]采用所述前体溶液制备静电纺丝膜；
[0014]将所述静电纺丝膜置于多巴胺单体溶液中进行原位聚合，得到第一静电纺丝膜；
[0015]将所述第一静电纺丝膜置于银离子盐溶液中进行银离子置换反应，得到第二静电纺丝膜；
[0016]将所述第二静电纺丝膜置于弱还原剂溶液中，在所述第二静电纺丝膜上还原出银纳米颗粒，得到柔性湿度传感材料。
[0017]可选的，采用所述前体溶液制备静电纺丝薄膜，具体包括：
[0018]采用所述前体溶液在模板具有凸起结构的一面纺丝，收集得到具有凸起结构的静电纺丝膜。
[0019]本专利技术还提供了一种柔性湿度传感器的制备方法，包括：
[0020]使用上述制备方法制备的柔性湿度传感材料制备得到柔性湿度传感层；
[0021]在所述柔性湿度传感层上贴附电极。
[0022]可选的，所述方法还包括：
[0023]采用封装膜对所述柔性湿度传感层具有电极的一面进行封装。
[0024]根据本专利技术提供的具体实施例，公开了以下技术效果：本专利技术实施例提供的柔性湿度传感材料包括静电纺丝膜，以及附着在所述静电纺丝膜上的聚多巴胺和银纳米颗粒。其中，银纳米颗粒用于形成导电通路，聚多巴胺能够根据湿度不同提供不同数量的质子跳跃位点，从而使柔性湿度传感材料在不同湿度下的导电性能不同。同时，静电纺丝膜能够舒适的穿戴在皮肤上，与皮肤贴合。因此，后续可使用柔性湿度传感材料制备柔性湿度传感器(包括柔性湿度传感层以及附着其上的电极)，基于柔性湿度传感材料的导电特性对湿度进行检测，从而可应用在人体皮肤出汗量的检测场景下。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例1中在低湿度条件下柔性湿度传感材料表面质子跳跃位点的示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例1中在高湿度条件下柔性湿度传感材料表面质子跳跃位点的示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例2中柔性湿度传感器整体器件的示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例2中外部蓝牙无线低功耗柔性检测系统示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例3中的柔性湿度传感材料的制备方法流程图；
[0031]图6为本专利技术实施例3中柔性湿度传感材料对湿度的响应恢复时间的曲线图；
[0032]图7为本专利技术实施例3中Cu模板的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图；
[0033]图8为本专利技术实施例4中的柔性湿度传感器的制备方法流程图；
[0034]图9为本专利技术实施例4中柔性湿度传感器的制备方法的具体流程图；
[0035]图10为本专利技术实施例4中原位聚合后纳米纤维的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图；
[0036]图11为本专利技术实施例提供的柔性湿度传感器在不同相对湿度下的电流值、电流变化和相对电流变化的具体数据图；
[0037]图12为本专利技术实施例提供的柔性湿度传感器相对电流变化与不同湿度的关系图。
[0038]附图标记：1、PVP/SA/DA复合纳米纤维；2、银纳米颗粒；3、聚多巴胺；4、水分子；5、电极；6、外接导线；7、柔性湿度传感层；8、封装层。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]本专利技术的目的是提供一种能够对人体皮肤出汗量进行检测的柔性湿度传感材料、柔性湿度传感器及其制备方法。
[0041]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0042]上述柔性湿度传感器可示例性的应用在医疗领域，比如放射性肿瘤治疗场景：放疗过程中患者有可能由于承受不住射线的剂量或其他的原因，身体出现一些不适表现，比如大量出汗，此时，患者穿戴上本申请提供的柔性湿度传感器便可以实现对出汗量的实时检测。
[0043]请参见图4，上述柔性湿度传感器包括：电极5和柔性湿度传感层7，所述电极5贴附于所述柔性湿度传感层7表面，所述柔性湿度传感层7的材料为柔性湿度传感材料。
[0044]此外，上述柔性湿度传感器可以和无线通讯模块集成在一起，组建无线通信系统，参见图1，无线通信模块可示例性的采用蓝牙通信模块，以放射性治疗场景为例，蓝牙通信模块设置在放射机房内部，该蓝牙通信模块包括传感器端的蓝牙通信模块以及工控端的蓝牙通信模块，工控电脑端的蓝牙模块与工控电脑通过电缆线完成信息的传输。这样，柔性湿度传感器采集的信息可通过蓝牙无线传递到工控电脑端，由工控电脑对其进行分析处理和显示。
[0045]下面将进行更为详细的介绍。
[0046]实施例1
[0047]本实施例对柔性湿度传感层所采用的柔性湿度传感材料进行介绍。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性湿度传感材料，其特征在于，包括：静电纺丝膜和附着在所述静电纺丝膜上的聚多巴胺和银纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的柔性湿度传感材料，其特征在于，所述静电纺丝膜表面具有凸起结构。3.根据权利要求2所述的柔性湿度传感材料，其特征在于，所述凸起结构为微锥结构。4.一种柔性湿度传感器，其特征在于，包括：电极和柔性湿度传感层，所述电极贴附于所述柔性湿度传感层表面，所述柔性湿度传感层的材料为如权利要求1
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3任一项所述的柔性湿度传感材料。5.根据权利要求4所述的柔性湿度传感器，其特征在于，所述柔性湿度传感层的一面具有凸起结构，所述电极贴附于所述柔性湿度传感层具有所述凸起结构的一面。6.根据权利要求5所述的柔性湿度传感器，其特征在于，还包括封装层，所述封装层贴附于所述柔性湿度传感层具有电极的一面。7.一种柔性湿度传感材料的制备方法，其特征在于，包括：将聚合材料、银离子置换剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，郭楷其，朱健，于金明，岳文静，高嵩，陈贞翔，阚皞，张春伟，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：