[发明专利]一种用于手势姿态监测的柔性应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种用于手势姿态监测的柔性应变传感器，其特征在于，包括：

由纤维丝螺旋为柱状的柔性纤维衬底层(1),所述柔性纤维衬底层外包裹了用于黏附内侧导电结构层(3)与所述柔性纤维衬底层(1)的修饰层(2),所述修饰层外包裹了内侧导电结构层(3)，所述内侧导电结构层采用的导电材料为片状结构，所述内侧导电结构层外包裹了外侧导电结构层(4),所述外侧导电结构层采用的导电材料为线状结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于手势姿态监测的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性纤维衬底层(1)采用的柔性纤维选自氨纶纤维、棉包氨纶纤维、棉涤包芯纱纤维、聚酰胺纤维、涤纶纤维、丙烯酸纤维中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于手势姿态监测的柔性应变传感器，其特征在于，所述修饰层(2)采用的材料为聚乙二醇、聚乙二醇脂肪酸酯、聚乙烯醇、硅烷偶联剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种用于手势姿态监测的柔性应变传感器，其特征在于，所述内侧导电结构层(3)中导电材料采用石墨烯、氧化石墨烯、黑磷、二维导电聚合物，二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物中的一种。

5.根据权利要求5所述的一种用于手势姿态监测的柔性应变传感器，其特征在于，所述二维导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩。

6.根据权利要求1所述的一种用于手势姿态监测的柔性应变传感器，其特征在于，所述外侧导电结构层(4)包含基体材料和导电材料，所述基体材料包括硅橡胶、聚二甲基硅氧烷；所述导电材料是以下单相材料：碳纳米管、金纳米线、银纳米线、铜纳米线、铂纳米线、金纳米棒，或是上述材料单相材料与炭黑、金纳米颗粒、银纳米颗粒种的至少一种组成的多相导电材料。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：称取一定量修饰层材料加入到去离子水中，50～95℃下搅拌溶解，制得一定浓度的修饰层溶液；

S2：将柔性纤维衬底层置于上述修饰层溶液中浸渍处理5～30min，去离子水冲淋去除多余溶液，室温干燥，制备得到修饰层包裹的柔性纤维衬底层；

S3：将一定量内侧导电材料加入去离子水中，超声处理至材料均匀分散，得到内侧导电材料水溶液；

S4：将修饰层包裹的柔性纤维衬底层浸渍于制备好的内侧导电材料水溶液中5～30min，室温干燥后，重复上述浸渍操作若干次，直至内侧导电材料均匀、致密包裹于柔性纤维表面；

S5：将一定量内侧导电单相材料或两相材料按照一定比例溶于石脑油中，超声处理1～3h后搅拌处理0.5～2h，接着加入一定量的基体材料，继续搅拌处理0.5～2h，得到外侧导电材料溶液；

S6：将包裹有内侧导电材料的柔性纤维衬底层浸渍于制备好的外侧导电材料溶液中5～10min，真空干燥处理，制备得到用于手势姿态监测的柔性应变传感器。