【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性传感器制备，具体涉及一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着传感技术和柔性材料的不断进步，柔性应变传感器备受瞩目。柔性应变传感器在人工智能、健康监测、可穿戴设备等多个领域都具有广泛的应用前景。
2、在上述应用中，柔性应变传感器必须具备以下特点：
3、（1）检测范围广，适用于人体运动等大动作的测量；（2）灵敏度高，适用于脉搏、发音和表情变化等微小动作的测量；（3）具有可以长期多次使用的良好的稳定性。
4、柔性应变传感器的传感范围和灵敏度两者相互限制，单一材料往往受到自身性能的约束，导致器件性能不佳。同样基底的结构设计也会对传感器有着较大的影响。因此，如何能够简单高效地制备出具有高灵敏度和宽检测范围的柔性应变传感器，是目前柔性传感器制备
的一个关键点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器及其制备方法。该柔性应变传感器具有高灵敏度和宽应变范围，并具有良好的稳定性和拉伸性。
2、本专利技术所采用的技术解决方案是：
3、一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器，该传感器包括柔性基底，在柔性基底上设置有敏感层，所述敏感层是采用多元固体粉末材料多次刷涂在柔性基底上形成的；在柔性基底的两端涂抹形成导电银浆层，在导电银浆层处布设铜胶带；在敏感层上方设置封装层。
4、优选的，所述柔性基底为带有微纳结构的ecoflex薄
5、优选的，所述多元固体粉末材料是采用mxene和mwcnts固体粉末混合，搅拌均匀得到。
6、本专利技术还提供一种如上所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，包括以下步骤：
7、（1）制备柔性基底；
8、（2）将mxene和mwcnts固体粉末混合，用磁力搅拌器充分搅拌混合均匀，得到多元mxene/mwcnts固体粉末；
9、（3）将混合均匀的多元mxene/mwcnts固体粉末涂覆在柔性基底上，制备生成柔性应变传感器件；
10、（4）将柔性应变传感器件进行封装。
11、优选的，步骤（1）中，所述柔性基底为具有光滑表面的ecoflex基底，制备步骤如下：将ecoflex的a胶和b胶混合并充分搅拌均匀，ecoflex的a胶和b胶的质量比为1∶1；然后将搅拌均匀的混合溶液放入真空机中进行真空处理，直至混合溶液中不再包含起泡；将真空处理后的混合溶液均匀倒在干净的基片上，并进行固化处理；固化完成后，将形成的ecoflex薄膜从基片上剥离，并裁切成传感器所需的基底形状。
12、更加优选的，步骤（1）中，所述柔性基底为具有微纳结构的ecoflex基底，制备步骤如下：将ecoflex的a胶和b胶混合并充分搅拌均匀，ecoflex的a胶和b胶的质量比为1∶1；然后将搅拌均匀的混合溶液放入真空机中进行真空处理，直至混合溶液中不再包含气泡；将真空处理后的混合溶液均匀倒在干净的砂纸上，以砂纸为模板并进行固化处理，得到具有三维微纳结构的ecoflex基底。
13、优选的，步骤（2）中，mxene和mwcnts的质量比为5∶2。
14、优选的，步骤（2）中，控制磁力搅拌器转速为500-700rpm，搅拌进行5-6小时。
15、优选的，步骤（3）中，通过多次刷涂的方法，将混合均匀的多元mxene/mwcnts固体粉末涂覆在柔性基底上。
16、优选的，步骤（4）中，在步骤（3）所得到柔性应变传感器件的两端分别涂抹导电银浆，然后贴上铜胶带，并使用pu胶带缠绕固定；
17、再采用ecoflex进行封装，具体如下：
18、将ecoflex 的a胶和b胶混合并充分搅拌均匀，ecoflex的a胶和b胶的质量比为1∶1；然后将搅拌均匀的混合溶液放入真空机中进行真空处理，直至混合溶液中不再包含气泡，然后均匀倾倒在柔性应变传感器件表面，并进行固化处理；固化完成后，去除多余的ecoflex胶，从而制备得到基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器。
19、本专利技术的有益技术效果是：
20、本专利技术以砂纸为模板制备出具有微纳结构的ecoflex薄膜，通过多次刷涂充分混合后的mxene和mwcnts固体粉末，形成具备复杂化导电网络的柔性应变传感器，并使用ecoflex对器件进行封装，以提高器件的稳定性和拉伸性，并使传感器具有高灵敏度和宽应变范围。
21、本专利技术可以简单高效地制备出灵敏度高、检测范围宽和具有良好的稳定性和拉伸性的柔性应变传感器。专利技术中使用具有微纳结构的ecoflex薄膜作为传感器的基底，使导电路径进一步复杂化，极大地提高了传感器的灵敏度；同时使用多元材料mxene和mwcnts混合，简洁高效地实现柔性传感器高灵敏度和宽检测范围。且随着微纳结构的加入，器件的表面积增大，表面粗糙程度加大，使得刷涂时，材料更多地附着于表面且不易脱落，更有效地提高器件的稳定性。因此，本专利技术通过微纳结构和刷涂多元固体粉末的制备方法，实现了高效快速便捷地制备出高灵敏度、宽应变范围以及高稳定性和拉伸性的柔性应变传感器，这对于未来在人体健康监测、人机交互等领域具有重要意义和潜在应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器，其特征在于：该传感器包括柔性基底，在柔性基底上设置有敏感层，所述敏感层是采用多元固体粉末材料多次刷涂在柔性基底上形成的；在柔性基底的两端涂抹形成导电银浆层，在导电银浆层处布设铜胶带；在敏感层上方设置封装层。
2.根据权利要求1所述一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性基底为带有微纳结构的Ecoflex薄膜，其是采用以下步骤制备得到的：将Ecoflex的A胶和B胶混合并充分搅拌均匀，然后进行真空处理，随后均匀倒在干净的砂纸上，固化，然后剥离，得到带有微纳结构的Ecoflex薄膜。
3.根据权利要求1所述一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器，其特征在于：所述多元固体粉末材料是采用MXene和MWCNTs固体粉末混合，搅拌均匀得到。
4.如权利要求1-3中任一所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述柔性基底为具有光滑表面的Ecof
6.根据权利要求4所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述柔性基底为具有微纳结构的Ecoflex基底，制备步骤如下：将Ecoflex的A胶和B胶混合并充分搅拌均匀，Ecoflex的A胶和B胶的质量比为1∶1；然后将搅拌均匀的混合溶液放入真空机中进行真空处理，直至混合溶液中不再包含气泡；将真空处理后的混合溶液均匀倒在干净的砂纸上，以砂纸为模板并进行固化处理，得到具有三维微纳结构的Ecoflex基底。
7.根据权利要求4所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，MXene和MWCNTs的质量比为5∶2。
8.根据权利要求4所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，控制磁力搅拌器转速为500-700rpm，搅拌进行5-6小时。
9.根据权利要求4所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，通过多次刷涂的方法，将混合均匀的多元MXene/MWCNTs固体粉末涂覆在柔性基底上。
10.根据权利要求4所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，在步骤（3）所得到柔性应变传感器件的两端分别涂抹导电银浆，然后贴上铜胶带，并使用PU胶带缠绕固定；
...【技术特征摘要】
1.一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器，其特征在于：该传感器包括柔性基底，在柔性基底上设置有敏感层，所述敏感层是采用多元固体粉末材料多次刷涂在柔性基底上形成的；在柔性基底的两端涂抹形成导电银浆层，在导电银浆层处布设铜胶带；在敏感层上方设置封装层。
2.根据权利要求1所述一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性基底为带有微纳结构的ecoflex薄膜，其是采用以下步骤制备得到的：将ecoflex的a胶和b胶混合并充分搅拌均匀，然后进行真空处理，随后均匀倒在干净的砂纸上，固化，然后剥离，得到带有微纳结构的ecoflex薄膜。
3.根据权利要求1所述一种基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器，其特征在于：所述多元固体粉末材料是采用mxene和mwcnts固体粉末混合，搅拌均匀得到。
4.如权利要求1-3中任一所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述基于多元固体粉末混合的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述柔性基底为具有光滑表面的ecoflex基底，制备步骤如下：将ecoflex的a胶和b胶混合并充分搅拌均匀，ecoflex的a胶和b胶的质量比为1∶1；然后将搅拌均匀的混合溶液放入真空机中进行真空处理，直至混合溶液中不再包含起泡；将真空处理后的混合溶液均匀倒在干净的基片上，并进行固化处理；固化完成后...
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。