[发明专利]一种高灵敏度的3D打印柔性传感器的制备方法

权利要求书

1.一种高灵敏度的3D打印柔性传感器的制备方法，其特征在于：该方法基于毛细管悬浊液，其中，以聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为第一相液体、去离子水和IL作为第二相溶液，Ag粉或银片作为导电载体，氯化铑作为催化剂，聚甲基氢硅氧烷（PMHS）作为交联剂，

其中，所述的第二相溶液是由碘化-1-丁基-3-甲基咪唑（C₈H₁₅IN₂）和去离子水稀释到合适比例形成；

所述传感器的制备方法为：

PDMS和Ag经过搅拌器搅拌均匀，辊压加工混合后，分别加入催化剂氯化铑、交联剂PMHS和第二相溶液，然后通过搅拌器旋转混合均匀形成毛细管悬浊液，最后经过脱泡完成整个柔性传感器胶体的制作过程，然后把该毛细管悬浊液的Ag-PDMS流变体放置于3D打印机，通过改变喷嘴和打印图像，获得不同传感器线宽和阵列的3D打印柔性传感器；该方法通过PDMS胶体、交联剂PMHS、催化剂氯化铑形成高伸缩变形的高分子胶体的主体，疏水性Ag颗粒提供电导性；

其中，所述PDMS的质量百分比为PDMS和Ag混合物的35-45%，Ag的质量百分比为PDMS和Ag混合物的55-65%；

所述催化剂氯化铑的质量百分比为毛细管悬浊液的0.5-1.0%，交联剂PMHS的质量百分比为毛细管悬浊液的0.5-1.0%；

所述去离子水和IL组成的第二相溶液的质量百分比为毛细管悬浊液的1.0-1.5%；

所述的柔性传感器的线条宽度为100μm -200μm，其阵列为2-7个阵列；

所述传感器的电导率为1400S/cm以上，屈服应力为9000Pa以上，所述柔性传感器的形变达到600%以上。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度的3D打印柔性传感器的制备方法，其特征在于，所述的柔性传感器的制备方法，具体包括以下步骤：

S1）、在常温下，将一定量的PDMS和Ag混合，并经过搅拌器设备在转速为1000/min条件下混合均匀；

S2）、在常温下，将一定量的催化剂氯化铑和一定量的交联剂PMHS与步骤S1）中制备的溶液混合，然后进行搅拌器混合均匀；

S3）、在常温下，将第二相溶液与步骤S2）中制备的溶液混合，并采用搅拌器旋转2000转2分钟混合均匀；

S4）、在常温下，采用辊压对步骤S3）中完成的溶液加工混合，间隙为8μm；

S5）、将步骤S4）制备的胶体溶液进行烘干，并在温度120˚C-150 ˚C条件下保温10-20分钟；

S6）、将毛细管悬浊液的Ag-PDMS流变体放置于3D打印机，通过改变喷嘴和打印图像，获得不同传感器线宽和阵列的3D打印柔性传感器。

3.根据权利要求2所述的一种高灵敏度的3D打印柔性传感器的制备方法，其特征在于，所述的毛细管悬浊液中，所述的Ag的质量百分比为PDMS和Ag混合物的65%。

4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度的3D打印柔性传感器的制备方法，其特征在于，所述的碘化-1-丁基-3-甲基咪唑（C₈H₁₅IN₂）的质量百分比为第二相溶液的0.05-0.15%。

5.根据权利要求2所述的一种高灵敏度的3D打印柔性传感器的制备方法，其特征在于：所述的柔性传感器由传感器线条、接触导向、电机组成，其中，所述的传感器线条为线栅型结构。