【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性电子，具体涉及一种皮革基柔性电容式压力传感器及其制备方法。
技术介绍
1、皮革是一种由胶原纤维编织而成的生物质材料，由乳头层和网状层组成，具备优异的弹性、生物相容性、柔韧性和机械强度。聚吡咯是一种制备简单且环境友好的导电聚合物，具有较高的电导率，常用于柔性电容式压力传感器电极层的制备。
2、随着人工智能技术的迅速发展，柔性压力传感器作为智能检测装备的自主输入装置在运动检测、医疗健康、人机交互等可穿戴电子设备中受到广泛关注。其中，柔性电容式压力传感器由介电层和电极层组成，它能够将外界力信号转换为电容信号输出，具有结构简单、灵敏度高、响应速度快等优点。然而，这类传感器存在着介电层与电极层之间的粘附性差，界面结合能力弱等问题，导致传感性能不稳定，容易出现失效等问题。
3、因此，研发集介电层与电极层于一体的柔性电容式压力传感器已经成为柔性电子
中的新挑战和机遇。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种皮革基柔性电容式压力传感器及其制备方法，旨在解决现有的柔性电容式压力传感器介电层与电极层之间粘附性差，界面结合能力弱，导致传感性能不稳定的问题。
2、本专利技术所采用的的技术方案如下：
3、一种皮革基柔性电容式压力传感器制备方法：通过锆盐改性皮胶原纤维作为介电层，聚吡咯原位聚合生长在皮革的乳头层上层和网状层下层作为电极层，使用外接导线贴附于电极层两侧，组装柔性电容式压力传感器。
4、进一步的，上述方法包括以下步骤
5、(1)介电层制备：将四水合硫酸锆zr(so4)2·4h2o溶解在一定量的去离子水中，向zr(so4)2·4h2o溶液中加入皮革并在25℃、10.5r/min条件下反应30min，每隔15min向体系中加入一定量的甲酸溶液直至ph为2.0，继续反应4h后每隔15min向体系中加入一定量的碳酸氢钠溶液直至ph为3.0，升温至40℃反应30～40min，关闭温度和转速反应12h后升温至40℃反应30min，得到锆盐改性的皮胶原纤维，作为传感器的介电层；
6、(2)电极层制备：将0.5～2.0g吡咯py分散于冰水中磁力搅拌30～60min，得到py溶液；将步骤(1)制备的锆盐改性的皮胶原纤维加入py溶液中，将氧化剂10.0～15.0g六水合氯化铁fecl3·6h2o溶于去离子水中，再将其置于恒压分液漏斗缓慢滴入py溶液，滴加完毕后反应120～180min，得到聚吡咯修饰的皮革，作为传感器的电极层；
7、(3)柔性电容式压力传感器组装：将导线贴附于传感材料电极层两侧，随后用生物性透气胶带进行封装，得到集介电层和电极层于一体的皮革基柔性电容式压力传感器。
8、一种根据上述任一方法制得的皮革基柔性电容式压力传感器。
9、本专利技术的有益效果如下：
10、1、本专利技术提供的皮革基柔性电容式压力传感器的制备方法，首先，基于鞣制理论，通过锆盐改性皮胶原纤维，实现了锆离子与皮胶原纤维的相互作用，显著提高了皮革的整体介电常数，从而增强皮革的介电性能，将其作为传感器的介电层；进一步选用吡咯在皮革乳头层上层和网状层下层通过原位聚合生长聚吡咯，在其表面形成均匀的导电涂层，作为传感器的电极层，获得集介电层和电极层于一体的皮革基柔性电容式压力传感器。解决了柔性电容式压力传感器介电层与电极层之间粘附性差，界面结合能力弱的问题，提升了柔性电容式压力传感器的传感性能和稳定性。
11、2、本专利技术提供的皮革基柔性电容式压力传感器集介电层和电极层于一体，与非一体化相比，一体化柔性电容式压力传感器的信号强度显著提高了5～10倍，并且在经历多次的循环摩擦或弯折操作后，传感器仍然能够保持稳定的传感性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种皮革基柔性电容式压力传感器制备方法，其特征在于：通过锆盐改性皮胶原纤维作为介电层，聚吡咯原位聚合生长在皮革的乳头层上层和网状层下层作为电极层，使用外接导线贴附于电极层两侧，组装柔性电容式压力传感器。
2.根据权利要求1所述的皮革基柔性电容式压力传感器制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.一种根据权利要求1或2所述的皮革基柔性电容式压力传感器制备方法制得的皮革基柔性电容式压力传感器。
【技术特征摘要】
1.一种皮革基柔性电容式压力传感器制备方法，其特征在于：通过锆盐改性皮胶原纤维作为介电层，聚吡咯原位聚合生长在皮革的乳头层上层和网状层下层作为电极层，使用外接导线贴附于电极层两侧，组装柔性电容式压力传感器。
【专利技术属性】
技术研发人员：吕斌，陈肯，高党鸽，郑驰，周莹莹，李楠，李欢，吴昊媛，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。