【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自供电压力传感器领域，特别涉及一种可识别生物力学信号的自供电压力传感器及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着人工智能和物联网的快速发展，为了帮助人们监测自己的身体和感知周围环境，可穿戴生物电子设备被广泛研究。然而，这种小型的电子设备面临着供能不便、需频繁更换电池、能量储存密度低等问题，因此，灵活、环保、便携和可持续的能源系统是为生物电子设备供电的必要条件。
2、以压电材料为核心的压力传感器由于具备自供电以及压力传感为一体的特点而备受青睐，具有高压电系数的压电陶瓷类材料由于本身的脆性而不适用于可穿戴设备，而压电聚合物虽然具有重量轻、可拉伸等优点，但其固有的低压电系数限制了其应用。现有以压电材料为核心的压力传感器只能识别垂直于其表面的法向力，而不能识别来自不同弯曲方向的力，这限制了它们在可穿戴设备中的应用。因此，可识别各种生物力学信号的自供电压力传感器是目前可穿戴设备中的研究重点。
技术实现思路
1、为解决现有技术的上述缺陷，本专利技术提供如下技术方案：
2、一种可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，包括以下步骤：
3、1)称取一定量的聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯、热塑性聚氨酯弹性体与聚乙二醇，配置n,n-二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液，将上述材料溶解于混合溶液中，得聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯静电纺丝溶液。
4、2)将钛酸钡纳米粒加入到步骤1)制得的静电纺丝溶液中，混合均匀。
5、3)以步骤2)制得的静电纺
6、4)以夹层结构在压电材料膜两面依次覆盖导电铜胶带、铜导线、pet膜，封装，得到自供电压力传感器。
7、优选地，所述步骤1)中，n,n-二甲基甲酰胺与丙酮的体积比为3:2；所述聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯静电纺丝溶液中，聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯的浓度为18～20％wt；热塑性聚氨酯弹性体与聚乙二醇相对于聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯的质量分数分别为11％wt与22％wt。
8、优选地，所述步骤2)中添加钛酸钡纳米粒的质量比为15～17％。
9、优选地，所述步骤3)中，静电纺丝的工艺参数为：针和收集器上分别施加12kv和-3kv的直流电压；供液速率为1ml/h。
10、优选地，所述步骤3)中收集器为滚筒；所述滚筒转速为1000rpm/min。
11、优选地，所述步骤4)中压电材料膜的大小为1*2cm。
12、通过x射线衍射技术对根据上述方法制备的压电材料进行检测，显示制备的材料具有较高结晶相β相(图1)，证明所得材料为目标产物。
13、通过傅里叶变换红外光谱技术对根据上述方法制备的压电材料进行检测，同样显示制备的材料具有较高结晶相β相(图2)，证明所得材料为目标产物。
14、通过扫描电镜技术对根据上述方法制备的压电材料进行检测，显示制备的材料呈现纳米纤维貌(图3)，证明所得材料为目标产物。
15、与现有技术相比，本专利技术提供的可识别生物力学信号的自供电压力传感器及其制备方法，具备以下有益效果：
16、1、本专利技术制得的自供电压力传感器，通过将生物机械能转化为电能即可实现无需外源供能设备实现自供电，可各向异性识别生物力学信号，在不同生物力学信号下表现出优越的传感性能，在手指按压过程中最高可产生21.85v的峰尖电压与2.46μa的电流。
17、2、本专利技术制备原料易得，制备成本较低，方法简单，制得的自供电压力传感器性能优异，适合大规模工业生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，N,N-二甲基甲酰胺与丙酮的体积比为3:2；所述聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯静电纺丝溶液中，聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯的浓度为18％wt。
3.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体与聚乙二醇相对于聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯的质量分数分别为10～13％wt与20～23％wt。
4.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中添加钛酸钡纳米粒的质量比为15％。
5.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，静电纺丝的工艺参数为：针和滚筒收集器上分别施加12kV和-3kV的直流电压；供液速率为1mL/h。
6.根据权利要求5所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于
7.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中压电材料膜的大小为1*2cm。
8.根据权利要求1～7任意一项所述方法制备得到的可识别生物力学信号的自供电压力传感器，其特征在于，所述可识别生物力学信号的自供电压力传感器具备夹层结构。
9.根据权利要求8所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器，其特征在于，所述夹层结构为在所述压电材料膜两面依次覆盖导电铜胶带、铜导线、PET膜。
...【技术特征摘要】
1.一种可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，n,n-二甲基甲酰胺与丙酮的体积比为3:2；所述聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯静电纺丝溶液中，聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯的浓度为18％wt。
3.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体与聚乙二醇相对于聚偏二氟乙烯-共三氟乙烯的质量分数分别为10～13％wt与20～23％wt。
4.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中添加钛酸钡纳米粒的质量比为15％。
5.根据权利要求1所述的可识别生物力学信号的自供电压力传感器...
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。