【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料科学与柔性传感器，具体涉及一种基于pva/pdmc/cnc-c的自供电型离子压电双网络水凝胶及其制备方法和在柔性传感器中的应用。
技术介绍
1、随着科技的飞速发展，特别是在可穿戴设备、智能医疗、运动追踪等高科技领域的广泛应用，柔性传感器因其独特的性能优势而备受关注。这类传感器能够紧密贴合人体皮肤，通过感应外部应力变化来引起传感器内部电阻或电容的改变，从而实现对人体生理状态信息的实时监测。然而，尽管柔性传感器在技术上取得了显著进展，但其发展仍受到一些关键因素的制约。
2、首先，现有的柔性传感器大多依赖于外接电源供电，这是制约其便携性和续航能力的重要因素之一。外接电源不仅增加了设备的整体重量和体积，限制了其在狭小空间内的应用，还可能导致电池更换频繁、使用成本上升，给用户带来不便。此外，对于需要长时间连续监测的应用场景，如运动健康监测、远程医疗监护等，外接电源还可能导致设备在使用过程中出现电量耗尽的情况，从而影响监测的连续性和准确性。
3、其次，现有柔性传感器在灵敏度和稳定性方面也存在一定的不足。灵敏度不足可能导致传感器无法准确捕捉到微小的生理变化信号，而稳定性不足则可能导致信号波动大、数据可靠性差。这些问题不仅影响了传感器的监测效果，还可能对用户的健康评估和治疗决策产生误导。
4、为了克服上述缺点，研究人员一直在探索新的材料和技术方案来改进柔性传感器的性能。其中，自供电柔性传感器作为一种创新的技术方向备受关注。自供电传感器通过收集环境中的机械能、热能等转化为电能来驱动传感器
技术实现思路
1、本专利技术提供一种适用于柔性传感器的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶的制备方法。基于该水凝胶所制备的柔性传感器，具有优异的响应时间、准确的信号识别和稳定的输出性能。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种适用于柔性传感器的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
4、（1）硫酸水解纤维素得到磺酸纤维素纳米晶cnc-c；
5、（2）以去离子水为介质，完全溶解聚乙烯醇pva粉末后，在聚乙烯醇溶液中加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵dmc单体与磺酸纤维素纳米晶cnc-c并经超声充分混合得到pva/dmc/cnc-c混合溶液；
6、（3）以n,n-亚甲基双丙烯酰胺mba为交联剂，过硫酸铵aps为引发剂加入步骤（2）中混合溶液，通过热引发得到聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵pdmc网络，再将得到的样品放入冰箱，经过数次冻融循环后最终得到pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶。
7、步骤（1）中，所述磺酸纤维素纳米晶的方法为：
8、以滤纸为原料，使用硫酸在水浴加热下对纤维素经行水解以破坏其无定形区，释放结晶区，经循环数次离心后得到磺酸纤维素纳米晶悬浮液，此时溶液ph为2左右，悬浮液固含量为4wt%~12wt%。
9、步骤（2）中，所述pva/dmc/cnc-c混合溶液中pva与dmc的质量比为（1-3）：（1-3），cnc-c添加量为（1%~4%）。
10、步骤（3）中，交联剂添加量0.2wt%~0.3wt%，引发剂添加量0.5wt%~1wt%。
11、一种上述制备方法制得的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶。
12、一种所述离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶在自供电柔性传感领域的应用。
13、上述的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶用于制造离子压电型自供电传感器。
14、用于制造离子压电型自供电传感器的具体制造方法为：
15、以导电薄膜ito-pet作为电极，分别在pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶上下层贴合，形成三明治结构，然后由两层电极分别引出导线，使用双向拉伸聚丙烯薄膜bopp进行封装，得到自供电柔性传感器。
16、本专利技术的有益效果是：
17、本专利技术提供了一种适用于柔性传感器的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶，能够对检测人体运动信息实现快速响应、精确识别、稳定输出。本专利技术水凝胶材料包含聚乙烯醇（pva）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（dmc）、磺酸纤维素纳米晶（cnc-c），通过不同配比及巧妙设计构成离子压电型双网络水凝胶，具有优异的响应时间和稳定的输出性能。
18、（1）快速响应与精确识别：本专利技术的双网络水凝胶通过精心设计的材料配比和结构，实现了对人体运动信息的快速响应和精确识别。这一特性确保了传感器在实时监测人体活动时的准确性和及时性，对于运动健康监测、康复训练等领域具有重要意义。
19、（2）稳定输出性能：水凝胶内部的离子压电效应和优化的三维网状结构使得传感器在连续使用过程中能够保持稳定的信号输出，避免了信号波动或衰减导致的数据误差，提高了监测结果的可靠性。
20、（3）优异的力学性能：pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶结合了聚乙烯醇（pva）的柔韧性和聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（pdmc）的刚性，通过冻融循环法进一步增强了其力学性能。该水凝胶能够承受较大的应变而不易破裂，确保了在实际应用中的耐用性和稳定性。
21、（4）自供电能力：利用水凝胶的离子压电效应，本专利技术构建了一种自供电柔性传感器。这种传感器无需外接电源即可工作，极大地简化了设备结构，提高了便携性和续航能力，特别适用于需要长时间连续监测的应用场景。
22、（4）广泛的应用前景：由于本专利技术的双网络水凝胶具有快速响应、精确识别、稳定输出以及自供电等优异特性，因此非常适合应用于柔性传感器领域。无论是可穿戴设备、智能医疗、还是运动追踪等领域，该水凝胶都能展现出其独特的优势，推动相关领域的技术进步和产品创新。
23、综上所述，本专利技术提出的pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶技术方案在柔性传感器领域具有显著的有益效果，不仅提升了传感器的性能和可靠性，还推动了自供电传感技术的发展和应用。
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1.一种适用于柔性传感器的离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
5.一种如权利要求1所述制备方法制得的离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶。
6.一种如权利要求5所述离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶在自供电柔性传感领域的应用。
7.根据权利要求6所述的离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶的应用，其特征在于：用于制造离子压电型自供电传感器。
8.根据权利要求7所述的离子压电型PVA/PDMC/CNC-C双网络水凝胶的应用，其特征在于，具体制造方法为：
【技术特征摘要】
1.一种适用于柔性传感器的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的离子压电型pva/pdmc/cnc-c双网络水凝胶的制备方法，其特征在于：
5.一种如...
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