一种多功能离子水凝胶、应变传感器和柔性全固态超级电容器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于柔性可穿戴领域，具体涉及一种多功能离子水凝胶、应变传感器和柔性全固态超级电容器及其制备方法和应用。将海藻糖和氯化锂同时引入到聚合物网络中，制备了一种集超拉伸性(4529％)，高离子电导率(9.04S/m)，自粘性和抗冻保湿性能于一体的多功能离子水凝胶。将离子水凝胶封装成应变传感器，传感器具有卓越的传感性能，实现了极大的检测范围(0

【技术实现步骤摘要】
一种多功能离子水凝胶、应变传感器和柔性全固态超级电容器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于柔性可穿戴传感器
，具体涉及一种多功能离子水凝胶、应变传感器和柔性全固态超级电容器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，融合了通信技术、物联网、人工智能、虚拟现实，能够进行信息采集、处理、传送的各种可穿戴电子设备有了迅猛的发展。其中，柔性应变传感器因其在人体运动检测、软机器人、人机交互和人造皮肤等方面具有巨大的应用潜力而引起广泛研究关注。通常情况下，弹性体与导电填料的组合被用来制造应变传感器。但传统应变传感器通常存在拉伸性差、导电填料和弹性体之间的相容性差的问题，因此开发具有高拉伸性、高灵敏度、生物相容性的应变传感器仍是一个挑战。此外，为了保证可穿戴电子设备长期连续运行，开发具有便携性、柔韧性、安全性的储能器件的需求越来越急迫。用于柔性可穿戴电子设备的超级电容器作为新型的储能器件，因具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、安全性高的优点被广泛研究。电极和电解质作为超级电容器的关键部件，实现电极和电解质的柔性化是制造柔性超级电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能离子水凝胶，其特征在于，所述水凝胶为P(AM
‑
co
‑
AA)/Trehalose/LiCl离子水凝胶，海藻糖富含羟基，与聚合物链上的极性基团形成类共价氢键,在共价类氢键的作用下，聚合物链通过海藻糖相互连接，同时聚合物网络中的的悬空链得到修复，海藻糖使水凝胶具有超拉伸性，海藻糖和氯化锂的共同作用使水凝胶具有自粘性和抗冻保湿性，氯化锂使水凝胶具有高离子电导率，水凝胶表面结构为多孔结构，有利于离子迁移。2.根据权利要求1所述的离子水凝胶的制备方法，其特征是，制备步骤包括：(1)将海藻糖溶解在去离子水中并搅拌，配置成均匀的海藻糖溶液；(2)将无水氯化锂加入到步骤(1)中的海藻糖溶液并搅拌，配置成氯化锂/海藻糖混合溶液；(3)取步骤(2)中的氯化锂/海藻糖混合溶液，将丙烯酰胺、丙烯酸、N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺和2
‑
羟基
‑4′‑
(2
‑
羟基乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮加入到混合溶液中，并剧烈搅拌，直到形成透明的均匀溶液；(4)将步骤(3)得到的混合溶液倒入硅胶模具中，然后在紫外光灯下聚合，形成离子水凝胶。3.根据权利要求2所述的离子水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)和(2)中，海藻糖浓度为30wt％，氯化锂浓度为20wt％。4.根据权利要求2所述的离子水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，丙烯酰胺(AM)、丙烯酸、N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺和2
‑
羟基
‑4′‑
(2
‑
羟基乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮的质量比为2000:106:1.4:66；或，所述步骤(4)中，紫外光灯为10W，反应时间1h。5.一种基于离子水凝胶的应变传感器，所述传感器含有权利要求1所述的离子水凝胶，或，所述传感器含有的离子水凝胶通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬至，蔡昊林，周兰娟，陈璨，杨春卿，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：