【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶，具体涉及一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶及制备方法。
技术介绍
1、机械能是日常生活中最丰富的能源，目前，将机械能转化为其他可用能的研究方向引起了越来越多的学者的兴趣。比如，利用纳米氧化锌的压电性能与半导体性能，人们制造出了聚合物基压电纳米发电机(peng)，该设备可在纳米范围内将机械能转化为电能，具有灵活性高、制备简单、性价比高等特点，如今在自供电电子、压力传感器、能源供应和医疗监测的发展中发挥着重要作用。聚二甲基硅氧烷(pdms)及其共聚物具有高压电响应和优异的机械性能，也已在各种能量转换设备中得到了广泛应用。
2、传统的电子传感器一般采用金属或半导体材料，但随着近年来健康监测、人工智能等技术的发展，这类传感器已无法满足高应变的要求。因此，制备柔性传感器逐渐受到关注，而应变传感器需要一种柔性材料来作为支撑。
3、压电水凝胶是一种通过三维网络结构交联的聚合物，由于其具有较高的柔性，能够很好的满足于应变传感器的需要。但是，一般的水凝胶机械性能较差，当应用于穿戴应变传感器时，由于在使用过程中需要经历多次拉伸和弯曲变形，水凝胶的内部结构容易断裂，从而导致设备寿命短、易损坏。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶及制备方法。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
4
5、s2.将所述固化样冷冻干燥去除水分，得到骨架备用；
6、s3.将碳纳米管分散于水和甘油组成的混合溶剂中，并进行超声处理，得到碳纳米管溶液；
7、s4.向所述碳纳米管溶液中加入纳米氧化锌并混合均匀，然后在搅拌条件下将其加入二甲基硅氧烷基体中，充分混合后得到聚合物溶液；
8、s5.所述聚合物溶液经过密封加热，得到凝胶溶液；
9、s6.将所述凝胶溶液倒入所述骨架中，经干燥后得到所述压电水凝胶。
10、在某实施方案中，步骤s1中，甲基纤维素的含量为去离子水的3-5wt％。
11、在某实施方案中，步骤s3中，碳纳米管、水和甘油的质量比为1-2:400:600。
12、在某实施方案中，步骤s3中，超声处理的频率为20-40khz，处理时间为10-15min。
13、在某实施方案中，步骤s4中，所述碳纳米管溶液、纳米氧化锌和二甲基硅氧烷基体的质量比为10-15:1:60-70。
14、在某实施方案中，步骤s4中，所述二甲基硅氧烷基体为二甲基硅氧烷预聚体与交联剂的混合物，其中，所述二甲基硅氧烷预聚体与交联剂的质量比为8-12:1。
15、在某实施方案中，步骤s5中，加热温度为100-120℃，加热时间为1.5-2.5h。
16、本专利技术还提供上述的制备方法得到的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶。
17、本专利技术还提供上述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的应用，将所述压电水凝胶用于监测水果呼吸。
18、本专利技术还提供一种用于监测水果呼吸的压电传感系统，包括水凝胶贴片以及与所述水凝胶贴片连接的数字万用表，所述数字万用表上安装有蓝牙介导，可将数字信号发送至智能手机app；
19、其中，所述水凝胶贴片由权利要求8所述的压电水凝胶制备。
20、本专利技术制备了一种新型的掺杂甲基纤维素、纳米氧化锌与碳纳米管(cnt)的pdms压电水凝胶，赋予了其多功能性：其中，具有高电导率的cnt被用作氧化锌(zno)纳米颗粒(nps)之间的“纳米电桥”，通过感应电荷的转移对压电复合材料的电性能产生积极影响，以获得处理更高能量收集的性能。甲基纤维素是一种无毒的有机物，广泛存在于自然界中。甲基纤维素分子链之间的相互作用非常强，本专利技术将其制备为三维网络结构，其支架相互纠缠，在导入凝胶溶液后，能够诱导导电填料均匀分布。此外，高刚度的致密骨架可以为将机械应力传递到三维结构的整个零件提供良好的基础，从而提升了水凝胶整体的机械性能。
21、本专利技术的有益效果是：
22、1.水凝胶在室温下表现出良好的压电性质，其电容传感器对压力表现出显著的线性电容响应性，并能够实现具有多重线性相关性的实时同步定量压力传感，满足生物力学传感器的关键性能标准；
23、2.水凝胶具备优良的机械性能，其拉伸强度高达2.98mpa，能够避免在弯曲和拉伸过程中发生破坏，可应用于穿戴型监测设备；
24、3.将本专利技术的水凝胶制备为贴片后，可用于监测水果的呼吸，探究一段时间内水果呼吸规律与水果腐败情况的关系。
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1.一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中，甲基纤维素的含量为去离子水的3-5wt％。
3.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S3中，碳纳米管、水和甘油的质量比为1-2:400:600。
4.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S3中，超声处理的频率为20-40kHz，处理时间为10-15min。
5.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述碳纳米管溶液、纳米氧化锌和二甲基硅氧烷基体的质量比为10-15:1:60-70。
6.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述二甲基硅氧烷基体为二甲基硅氧烷预聚体与交联剂的混合物，其中，所述二甲基硅氧烷预聚体与交联剂的质量比为8-12:
7.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S5中，加热温度为100-120℃，加热时间为1.5-2.5h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶。
9.一种如权利要求8所述的用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的应用，其特征在于，将所述压电水凝胶用于监测水果呼吸。
10.一种用于监测水果呼吸的压电传感系统，其特征在于，包括水凝胶贴片以及与所述水凝胶贴片连接的数字万用表，所述数字万用表上安装有蓝牙介导，可将数字信号发送至智能手机App；
...【技术特征摘要】
1.一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤s1中，甲基纤维素的含量为去离子水的3-5wt％。
3.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤s3中，碳纳米管、水和甘油的质量比为1-2:400:600。
4.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤s3中，超声处理的频率为20-40khz，处理时间为10-15min。
5.根据权利要求1所述的一种用于监测水果呼吸的高强度压电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述碳纳米管溶液、纳米氧化锌和二甲基硅氧烷基体的质量比为10-15:1:60-70。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀文，魏溪，段绪林，徐瑞，朱柯宇，尤素淋，李香月，郝彤，陈明睿，张清，秦文，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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