高灵敏、超柔软的硅胶弹性体应变传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高灵敏、超柔软的硅胶弹性体应变传感器及其制备方法。将导电填料的水相分散液与硅胶预聚物的油相分散液均匀混合，静置挥发溶剂。在水油相分离及溶剂挥发的驱动作用下，导电填料和硅胶分子链分别形成裂纹导电层和柔软基体层，构成上下分层结构的导电硅胶弹性体。引入导线和封装层即获得可输出电学信号的应变传感器。该硅胶弹性体应变传感器表现出高灵敏度、超柔软度以及优异的循环稳定性，在人体运动监测、柔性执行器、人机交互等方面具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性传感器，具体为一种高灵敏、超柔软的硅胶弹性体应变传感器及其制备方法。

技术介绍

1、基于超柔软电子材料的应变传感器因其优异的顺应性及与软组织相匹配的模量，在模拟生物系统传感行为、检测生命体征、改善人机交互、以及赋予柔性机器人本体和外部传感上有着极强的不可替代性而备受关注。具有本征柔性和拉伸性的材料，如水凝胶、离子弹性体、硅胶弹性体等已引起了大量的研究关注。其中，水凝胶与离子弹性体内部有高含量的水或昂贵的离子液体，极大的限制了其使用环境。而硅胶弹性体具有优异的稳定性，生物相容性，很好的弥补了水凝胶和离子弹性体的不足，成为应用最为广泛的材料之一。硅胶弹性体的导电性依赖于高掺杂量的导电填料(cnt，炭黑，金属，纳米银等)形成的导电网络，然而，填料在反复拉伸循环过程中难以避免的产生滑移，导致不稳定的电子输运路径。更重要的是，由于缺乏导电网络的结构设计，目前基于超柔软材料(水凝胶、离子凝胶、硅胶弹性体)制备的应变传感器灵敏度机制仅依赖于材料的泊松效应，在材料发生较大的形变时才会产生显著的电阻变化，因此灵敏度普遍较低。提高超柔软应变传感器的灵敏度对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高灵敏、超柔软的硅胶弹性体应变传感器，其特征在于，所述传感器包括自上而下依次层叠设置的柔性封装层、裂纹导电层、柔性基体层。

2.根据权利要求1所述的硅胶弹性体应变传感器，其特征在于，裂纹导电层两端分别设置有导电银浆，每个导电银浆的上表面设置有导线，裂纹导电层两端还分别与导线连接。

3.根据权利要求1所述的硅胶弹性体应变传感器，其特征在于，所述裂纹导电层由导电填料在溶剂挥发的驱动作用下于气液界面自组装所形成，所述导电填料包括碳纳米管、石墨烯、Mxene、导电碳黑中的至少一种，所述溶剂包括异丙醇。

4.根据权利要求1所述的硅胶弹性体应变传感器，其特...

【技术特征摘要】

1.一种高灵敏、超柔软的硅胶弹性体应变传感器，其特征在于，所述传感器包括自上而下依次层叠设置的柔性封装层、裂纹导电层、柔性基体层。

2.根据权利要求1所述的硅胶弹性体应变传感器，其特征在于，裂纹导电层两端分别设置有导电银浆，每个导电银浆的上表面设置有导线，裂纹导电层两端还分别与导线连接。

3.根据权利要求1所述的硅胶弹性体应变传感器，其特征在于，所述裂纹导电层由导电填料在溶剂挥发的驱动作用下于气液界面自组装所形成，所述导电填料包括碳纳米管、石墨烯、mxene、导电碳黑中的至少一种，所述溶剂包括异丙醇。

4.根据权利要求1所述的硅胶弹性体应变传感器，其特征在于，所述柔软基底层为填充硅油的硅胶弹性体，所述硅胶弹性体由端乙烯基硅油、氢化硅油、铂基karstedt催化剂经化学交联而成；其中，端乙烯基硅油的粘度为20000～60000cps；氢化硅油的氢含量为0.2～0.5％，粘度为200～800cps；铂基karstedt催化剂纯度为500～5000ppm；填充的硅油的粘度为300～800cps。

5.根据权利要求1所述的硅胶弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智军，张藤心，赵树弥，汤燕，夏海生，李国欣，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心人工智能研究院安徽省人工智能实验室，
类型：发明
国别省市：