[发明专利]高灵敏度大应变柔性应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种高灵敏度大应变柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，制备酸化多壁碳纳米管：将多壁碳纳米管加入到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，搅拌分散均匀后，稀释、抽滤、干燥得到酸化多壁碳纳米管；

步骤2，制备酸化多壁碳纳米管/氧化石墨烯悬浮液：将酸化多壁碳纳米管和氧化石墨烯置于水中，超声处理，得到均匀分散的酸化多壁碳纳米管/氧化石墨烯混合悬浮液；

步骤3，制备多壁碳纳米管/石墨烯/碳化脱脂棉纱布三维杂化网状材料；

步骤4，制备高灵敏度大应变柔性应变传感器：将多壁碳纳米管/石墨烯/碳化脱脂棉纱布三维杂化网状材料放置在载玻片上，两端连接铜线，用银浆消除界面电阻，干燥，室温下喷涂弹性体材料，于50～80℃下固化，制得高灵敏度大应变柔性应变传感器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，浓硫酸和浓硝酸的质量比为2:1~3:1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，酸化多壁碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为3:2～5:2。

4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，酸化多壁碳纳米管/氧化石墨烯混合悬浮液的浓度为0.5～3 mg/mL。

5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，采用脱脂棉纱布作为模板，用去离子水和乙醇洗涤后烘干，在真空条件下，将脱脂棉纱布浸渍在酸化多壁碳纳米管/氧化石墨烯悬浮液中，浸渍0.5～2 h，取出脱脂棉纱布，置于55～65 ℃下烘干1～2 h，转移到在75～85 ℃下烘干1～3 h，然后将烘干的脱脂棉纱布置于250～310 ℃下煅烧2～3 h，再在750～850 ℃下煅烧1～2 h，得到多壁碳纳米管/石墨烯/碳化脱脂棉纱布三维杂化网状材料。

6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，脱脂棉纱布的规格如下：经纬方向的纱线根数分别为每平方英寸21×21~28×32，纱布密度为(3.3~6.6)×10⁻³ g/cm²。

7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，多壁碳纳米管/石墨烯/碳化脱脂棉纱布三维杂化网状材料的厚度为1 nm～3nm。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，弹性体为天然橡胶胶乳、丁苯橡胶胶乳中的一种或几种。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，弹性体为PDMS预聚物。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，弹性体的喷涂密度为0.1～0.5mL/cm²。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，于50～80℃下固化2～8小时。

12.如权利要求1-11任一所述的方法制备的高灵敏度大应变柔性应变传感器。