[发明专利]一种基于丝瓜络/液态金属的传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于丝瓜络/液态金属的传感器及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将丝瓜络与液态金属置于反应釜内，并使所述丝瓜络浸入所述液态金属中，于20℃～200℃条件下，同时经微波处理、紫外线处理、γ射线处理以及等离子束辐照处理中的至少一种方式进行处理，得到基于丝瓜络/液态金属的传感器。本发明提供的基于丝瓜络/液态金属的传感器的制备方法，通过丝瓜络纤维骨架与液态金属复合形成相互搭接的三维导电网络结构，使得传感器在承受各种机械形变时，仍能够保持高导电能力，进而使得制备的传感器在具有高导电性能的同时，还能够承受机械形变，有利于促进柔性电子设备的发展。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体而言，涉及一种基于丝瓜络/液态金属的传感器及其制备方法。

背景技术

自然生态系统通常由高度限定的表面和界面组成，并进行形态演变以便执行特定的功能，例如触摸感应的人体皮肤。为了模仿生物功能和弥补不同界面结构之间的差距，需要开发高度灵活或柔性的设备。这些高度灵活或柔性的设备需要承受各种机械形变，包括弯曲、折叠、拉伸、压缩和扭曲。近年来，众多的柔性电子设备出现，如人造电子皮肤，可拉伸的显示器，可穿戴的电子产品，灵活的能量收集和储存设备，医疗植入物和生物传感器。

为了实现这些设备的灵活性，目前出现了许多通过对材料以及结构进行改进来制作具有柔性的传感器的方法，例如，在具有弹性的材料上涂覆导电材料(如金属纳米线，碳纳米管和石墨烯)，在具有3D结构的材料上涂覆导电材料(如石墨烯/碳纳米管泡沫)，或者在柔性薄膜或弹性基底上涂覆金属。

但是目前通过上述各方法制备的具有柔性的传感器，均存在导电性低的缺陷，制约了柔性设备的发展。

发明内容

本发明解决的是目前的柔性传感器导电性低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于丝瓜络/液态金属的传感器的制备方法，包括如下步骤：

将丝瓜络与液态金属置于反应釜内，并使所述丝瓜络浸入所述液态金属中，于20℃～100℃条件下，同时经微波处理、紫外线处理、γ射线处理以及等离子束辐照处理中的至少一种方式进行处理，得到基于丝瓜络/液态金属的传感器。

可选地，所述液态金属选自三元镓铟锡合金或二元镓铟合金中的一种。

可选地，所述三元镓铟锡合金中各成分的质量比为Ga:In:Sn＝(66-70)％：(19-23)％：(8-12)％。

可选地，所述二元镓铟合金中各成分的质量比为Ga:In＝(73-82)％：(18-27)％。

可选地，所述液态金属与所述丝瓜络的质量比为(0.1～100):1；所述丝瓜络与所述液态金属于所述反应釜内的反应时间范围为0.5h～24h。

可选地，所述微波处理时，微波频率为20MHZ～20000MHZ，微波处理时间为0.5min～500min，微波输出功率为100W～20000W。

可选地，所述紫外线处理时，紫外光的波长范围为100nm～400nm，功率为100W～3000W，紫外线处理时间范围为0.5min～500min。

可选地，所述γ射线处理时，γ射线的剂量范围为0.1Gy～1500Gy，γ射线处理时间范围为0.5min～500min。

可选地，所述等离子束辐照处理时，发射等离子束的电流强度范围为0.1A～200A，等离子束辐照处理时间范围为0.5min～500min。

本发明的另一目的在于提供一种基于丝瓜络/液态金属的传感器，通过如上所述的基于丝瓜络/液态金属的传感器的制备方法进行制备。

与现有技术相比，本发明提供的基于丝瓜络/液态金属的传感器的制备方法具有如下优势：