一种高灵敏度裂纹型石墨烯应变传感器微滴喷射制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高灵敏度裂纹型石墨烯应变传感器微滴喷射制备方法，在支撑材料上涂覆粘性PDMS进行预固化；然后，将PDMS置于均匀微滴喷射装置的压电喷嘴正下方，压电喷嘴将还原氧化石墨烯溶液离散成皮升量级的均匀微滴后沉积在粘性PDMS上，形成预设石墨烯图案；引出铜电极后，将石墨烯图案/PDMS从PET上剥离，经热处理后即为图案化的石墨烯传感器。本发明专利技术采用均匀微滴喷射技术直接在粘性基底上打印图案化的石墨烯，并结合粘性PDMS对微滴的包裹作用提高导电图案的线分辨率。更重要的是，导电图案通过石墨烯材料本身在拉伸过程中出现的微裂纹实现电阻变化，使传感器能感知外界较小的压力和应变。因此，本发明专利技术提出的石墨烯传感器具有高灵敏度和强粘附性的特征。器具有高灵敏度和强粘附性的特征。器具有高灵敏度和强粘附性的特征。

【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度裂纹型石墨烯应变传感器微滴喷射制备方法


[0001]本专利技术属于石墨烯应变传感器的制备方法，涉及一种高灵敏度裂纹型石墨烯应变传感器微滴喷射制备方法。

技术介绍

[0002]目前柔性应变传感器多是在大应变范围时有高灵敏度，适合检测跑、跳等明显的运动特征，但是在弱生理信号监测时有较大局限性。与利用柔性基底几何尺寸(如“S”结构、波浪形结构)变形引起的大应变传感器不同，小应变(＜10％)传感器的应变由敏感材料本身变形引起，适用于监测呼吸、声音、脉搏等微弱的生理信号。石墨烯的压阻行为源于应变作用下片层间出现的微裂纹结构变形和相对位移变化，为开发小应变传感器提供了一个有吸引力的特征。如文献“Accurate Monitoring of Small Strain for Timbre Recognition via Ductile Fragmentation of Functionalized Graphene Multilayers.ACS Appl.Mater.Interfaces 2020,12,57352
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度裂纹型石墨烯应变传感器微滴喷射制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、制备粘性PDMS基底：在支撑材料上涂覆粘性聚二甲基硅氧烷PDMS，待粘性PDMS自流平后进行预固化，得到粘性PDMS基底；所述粘性聚二甲基硅氧烷PDMS中混合有固化剂，比例为PDMS﹕固化剂按照10:1的质量比进行混合；步骤2：将预固化后的PDMS置于均匀微滴喷射装置的压电喷嘴正下方，按照预设石墨烯图案的轨迹，压电喷嘴将还原氧化石墨烯溶液离散成皮升量级的均匀微滴后沉积在粘性PDMS上，受周围粘性PDMS的包裹作用，微滴嵌入到PDMS表面后形成线宽较窄的石墨烯图案；步骤3：在石墨烯图案两端挤压导电银浆，并引出铜电极；步骤4：将石墨烯图案/PDMS从PET上剥离，经热处理后即为图案化的石墨烯传感器；步骤5、对石墨烯应变传感器进行预拉伸获得可逆微裂纹：将步骤4所得石墨烯传感器进行预拉伸，拉伸应变0～3％...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐乐华，张蕊蕊，连洪程，罗俊，李贺军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：