[发明专利]一种基于MXene/丝素蛋白材料的传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于MXene/丝素蛋白复合材料的传感器，包括MXene/丝素蛋白复合材料传感层、MXene三叉电极，所述的传感器为压力传感器；

所述的MXene/丝素蛋白复合材料传感层包括单片层MXene、丝素蛋白，将单片层MXene溶液喷涂在丝素蛋白上得到MXene/丝素蛋白复合材料传感层；

所述的MXene三叉电极包括多片层MXene、丝素蛋白，将多片层MXene沉积油墨印刷到丝素蛋白上得到MXene三叉电极；

所述的丝素蛋白选自丝素蛋白纤维膜。

2.一种根据权利要求1所述的基于MXene/丝素蛋白复合材料的传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将MXene材料加入水，混合得到均质的MXene沉积油墨；

步骤二、将步骤一得到的MXene沉积油墨印刷到丝素蛋白上，得到MXene叉指电极；

步骤三、将MXene溶液喷涂在丝素蛋白上，得到MXene/丝素蛋白复合材料传感层；

步骤四、将步骤三得到的MXene/丝素蛋白复合材料传感层和步骤二得到的MXene叉指电极连接在一起，再插入导线，即得到所述的基于MXene的传感器。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

步骤一中所述的MXene材料为多片层MXene材料；和/或，

步骤一中所述的MXene材料和水的用量比为1:2~1:8；和/或，

步骤一中所述的MXene材料加入水后需要研磨处理；和/或，

步骤三中所述的MXene材料为单片层MXene材料；和/或，

步骤三中所述的MXene溶液的浓度为0.1~4mg/mL；和/或，

步骤三中得到所述的MXene/丝素蛋白复合材料传感层厚度为40~150μm；和/或，

步骤三中得到的所述MXene/丝素蛋白复合材料传感层的电阻为1~5000kΩ；和/或，

步骤二或步骤三中所述的丝素蛋白为丝素蛋白纤维膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

步骤一中所述的MXene材料和水的用量比为1:3~1:5；和/或，

步骤三中所述的MXene溶液的浓度为0.5~1.0 mg/mL；和/或，

步骤三中得到所述的MXene/丝素蛋白复合材料传感层厚度为60~100μm；和/或，

步骤三中得到的所述MXene/丝素蛋白复合材料传感层的电阻为15~3000kΩ。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述MXene由氢氟酸刻蚀钛铝碳得到，具体制备方法包括将氟化锂加入到无机酸中搅拌均匀后，加入钛铝碳搅拌得到酸性溶液，加热反应，洗涤后干燥，将干燥后的多片层MXene溶于水中，通入惰性气体、鼓泡超声处理后，离心取上层液体，得到所述的单片层MXene溶液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

所述的氟化锂、无机酸、钛铝碳的质量比为1：(5~8)：1；和/或，

所述的无机酸选自氢氟酸；和/或，

所述的加热反应条件为30~40℃、3~24h；和/或，

所述洗涤条件为用去离子水洗涤至溶液pH为6~7；和/或，

所述的干燥为-60~-20℃冷冻干燥；和/或，

所述的干燥时间为36~48h；和/或，

所述的水为去离子水；和/或，

所述超声处理时间为30~120min。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的丝素蛋白纤维膜由蚕丝经过脱胶后、采用静电纺丝技术制备得到，具体制备方法包括将蚕丝在碱性溶液中脱胶，冲洗、干燥后溶解在溴化锂溶液中，采用透析袋在水中透析处理上述溶液，将获得的丝素蛋白溶液离心、冻干处理后，溶于酸性溶液中，采用静电纺丝技术制膜，干燥后，采用有机溶剂处理后，即得所述的丝素蛋白纤维膜。